煤炭地下气化井衬管的制作方法
【专利摘要】本发明涉及用于构建煤炭地下气化(UCG)井衬管组件的构件和方法。具体地，披露了一种用于构建UCG井衬管组件的井衬管分段，该UCG井衬管组件用于将产品气体输送到生产井。还披露了用于UCG产品气体生产的系统和方法。
【专利说明】煤炭地下气化井衬管
【技术领域】
[0001]发明涉及煤炭地下气化(UCG)。具体地，披露了一种用于构建UCG井衬管组件的井衬管分段，该UCG井衬管组件用于将产品气体输送到生产井。还披露了用于煤炭地下气化产品气体生产的系统和方法。
【背景技术】
[0002]煤炭地下气化是一种通过在氧化剂(例如，空气或氧)存在下原位加热煤而从煤层生产产品气体的方法。产品气体通常被称为合成气体或合成气，并且可以被用作，例如，一种用于多种应用(包括清洁燃料生产、化学品生产、和发电)的进料。
[0003]煤到产品气体的转换在一个井中发生，该井包括一个或多个钻入煤层的钻孔，这些钻孔处于彼此流体连通。通常，将氧化剂引入其中来促进燃烧的那部分井被称为注入井，并且从其中抽取产品气体的那部分井被称为生产井。水平井和竖井都可以用于氧化剂注入和产品气体生产。
[0004]煤层板(coal seam panel)通常被称作煤气化炉。气化在井/气化炉的燃烧区附近发生并且煤炭被部分氧化以生产低或中等热值的产品气体。热的产品气体从气化区域流来并且通过生产井的井口离开地面。
[0005]在UCG中的一些主要挑战包括:防止由于煤炭散裂、腾涌(slugging)、或进水而堵塞生产井；控制在尚未发生化学反应的井区(即，冷区)中产品气体与煤层的相互作用；再点燃煤层；以及防止产品气体泄露到周围环境中。
【发明内容】
[0006]本发明的一个目的是最小化或克服现有技术的一个或多个问题。
[0007]在一方面，本发明提供了一种用于构建煤炭地下气化井衬管组件的井衬管分段，该分段包括一个UCG产品气体输送管，该输送管具有用于连接到同样的井衬管分段的相对的开放端以及位于该相对的开放端之间的多个穿孔。
[0008]在一个实施例中，这些穿孔沿着该UCG产品气体输送管的长度在一个或多个区域内聚集在一起，与该管的未打孔区段交替。
[0009]在另一个实施例中，井衬管分段进一步包括一个鞘层。适宜地，这个鞘层是由可燃材料或具有低熔融温度的材料制成，并且覆盖该UCG产品气体输送管上的至少部分穿孔。
[0010]在另一方面，本发明提供一种煤炭地下气化井衬管组件，包括两个或更多个互相连接的如在此提出的井衬管分段。
[0011]在另一个方面，本发明提供了一种在煤层中进行煤炭地下气化的方法，该煤层配备有一个注入井、一个生产井、和一个连接该注入井和该生产井的层内通道，该方法包括以下步骤:a)使至少一个如在此所定义的井衬管组件在该煤层内于该注入井和该生产井之间延伸山)使用一个位于该井衬管组件内的点火工具将该煤层点燃；c)将氧化剂注入该连接通道以维持该煤层燃烧；并且d)将产品气体从该产品井抽出。[0012]在一个实施例中，该煤层进一步配备有一个或多个辅助井(service well)。这些辅助井典型地是竖井，位于注入井和生产井之间，并且可以被用作点火井和/或辅助注入
井/生广井°
[0013]在又另一个方面，本发明提供了一种用于UCG产品气体生产的系统，包括:a) —个地下煤层；b)至少一个注入井；c)至少一个生产井；d) —个连接该注入井和该生产井的层内通道；以及e) —个包括两个或更多个相互连接的如在此所述的井衬管分段的井衬管组件。
[0014]在另一方面，本发明提供一种具有两个或更多个相互连接的井衬管分段的煤炭地下气化井衬管组件，其中每个井衬管分段包括:a) —个UCG产品气体输送管，该输送管具有用于连接到同样的井衬管分段的相对的开放端以及位于该相对的开放端之间的多个穿孔；以及b) —个鞘层。
[0015]在一个实施例中，这些穿孔沿着该UCG产品气体输送管的长度在一个或多个区域内聚集在一起，与该管的未打孔区段交替。
[0016]为了本发明能够更容易理解并且付诸实施，现在将只通过举例的方式，参考附图来说明本发明的一个或多个优选的实施例。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是根据本发明的一个实施例的井衬管组件(包括井衬管分段)的截面视图。
[0018]图2是根据本发明的另一个实施例的交替的井衬管组件(包括交替的井衬管分段)的截面视图。
[0019]图3是根据本发明的另一个实施例的具有鞘层的井衬管组件(包括井衬管分段)的截面视图。
[0020]图4是根据本发明的另一个实施例的用于UCG产品气体生产的系统的侧视图。【具体实施方式】
[0021]本发明涉及煤炭地下气化。
[0022]在整个说明书中，除非上下文另外要求，否则词语“包括”(comprise)、“包括着”(comprises)、“包括了”(comprising)将被理解为意指包括所陈述的整数、整数群、一个或多个步骤，但不排除任何其他整数、整数群、一个或多个步骤。
[0023]在一方面，本发明提供了一种用于构建煤炭地下气化井衬管组件的井衬管分段，该分段包括一个UCG产品气体输送管，该输送管具有用于连接到同样的井衬管分段的相对的开放端以及位于该相对的开放端之间的多个穿孔。
[0024]UCG产品气体输送管可以具有任何合适的尺寸、形状、和构造，并且可以由任何合适的一种或多种材料制成。可以将管按形状和尺寸制造以适合具体的应用。尽管如本领域的普通技术人员将理解的，其他横截面形状是可能的，优选地该管具有圆形横截面以提供一个环状通道。
[0025]UCG产品气体输送管管可以具有任何合适的长度，包括几米和几十米。相应地，根据钻井孔的长度，可以将井衬管分段连接在一起以形成一个数十米长、数百米长、或者甚至数千米长的井衬管组件。每个UCG产品气体输送管可以是，例如约I至12米长，包括约2、3、4、5、6、7、8、或9米长。每个管优选是约5至7米长，更优选约6米长。
[0026]能够以任何合适的方式将这些井衬管分段连接在一起以形成一个井衬管组件。例如，各个UCG产品气体输送管的相对的开放端可以有螺纹，并且井衬管组件可以包括一个或多个螺纹箍(threaded collar)用于将相邻的井衬管分段的末端连接在一起。可替代地，可以将相邻的井衬管分段焊在一起以形成一个井衬管组件。
[0027]该UCG产品气体输送管可以具有一个适合于将其插入其中的钻井孔的外径(或宽度)。通常，该管将具有一个在约5至10英寸之间的任何地方的外径，更优选约5至8英寸，并且甚至更优选约5.5至7英寸。
[0028]这些井衬管分段优选是耐来自煤碳气化和热解产物(例如，硫磺)化学侵蚀以及来自可能是酸性的合成气其自身(包括0)、!12、0)2、和!120)侵蚀的。
[0029]该UCG产品气体输送管可以由任何合适的材料制成,包括例如金属(包括钢，如碳钢，和铝)、玻璃纤维、碳纤维、塑料、以及它们的组合。
[0030]位于该UCG产品气体输送管的相对的开放端之间的穿孔可以具有如所要求的任何合适的尺寸、形状、和安排，以减轻与全封闭井内衬管组件(fully closed-1n well linerassembly)相关的多种技术问题和操作问题。例如，这些穿孔允许使用一个位于该井衬管组件内的点火工具来从钻井孔内点燃煤层而点燃周围的煤层。此外，如果出于任何原因井衬管组件的一端被阻塞,这些穿孔允许重新建立气体生产流动。这些穿孔还允许对气体煤层中的能够增加产品气体热值的甲烷进行一些解吸。
[0031]这些穿孔优选在圆周和轴向方向均周期性对称。这些穿孔可以处于圆形或其他型的孔(例如，六边形或八边形)的形式、或槽的形式。这些穿孔可以是，例如，具有约IOmm至约25mm的直径的圆形，包括约12mm、15mm、18mm、20mm、或23mm。这些穿孔可以处于，例如，矩形或菱形的网格图形，或这两者。优选地，这些穿孔处于错列安排(菱形间隔)，因为这为井衬管分段(和组件)提供了最好的结构完整性。
[0032]UCG产品气体输送管可以具有其在约10%至约60%之间的任意表面积处于开放式配置(即，打孔的)，前提是井衬管分段(和组件)的结构完整性满足在层内操作的要求。尽管这些穿孔可以包括约10%、约15%、约20%、约25%、约30%、约35%、约40%、约45 %、约50 %、约55 %、或约60 %的UCG产品气体输送管的表面积，约10 %至约50 %看起来是使井衬管分段(和组件)保留适当的结构完整性所最佳的。
[0033]在UCG产品气体输送管上的这些穿孔能够以任何合适的方式形成，例如，通过激光切割、机械钻孔、和水射流切割。
[0034]优选地，这些穿孔沿着该井衬管分段/组件的长度在一个或多个区域内聚集在一起，与未打孔区段交替。
[0035]在一个实施例中，靠近注入井的井衬管分段/组件将最佳地包括一个由K55碳钢制成的UCG产品气体输送管，具有约5.5英寸的外径、约0.275英寸的壁厚、约4.95英寸的标称内径，并且其表面积的约20% -40%处于开放配置(即，穿孔的)。
[0036]在另一个实施例中，靠近生产井的井衬管分段/组件将最佳地包括一个由L80碳钢制成的UCG产品气体输送管，具有约7英寸的外径、约0.317英寸的壁厚、约6.366英寸的标称内径，并且其表面积的约20% -40%处于开放配置(即，穿孔的)。
[0037]井衬管分段可以进一步包括一个配置成覆盖位于UCG产品气体输送管的相对开放端之间的部分或全部穿孔的鞘层。例如，此鞘层可以被用来覆盖沿着管的长度在一个或多个区域内聚集在一起的那些穿孔，而留下管的未打孔的区段未覆盖。
[0038]如将为本领域普通技术人员理解的，该鞘层可以阻止水分和碎片进入井衬管组件，防止注入的氧化剂(如果它不在活化的气化区/腔附近)离开组件，并且在煤层点燃过程中充当促进剂。
[0039]鞘层可以具有任何合适的尺寸、形状和构造，如井衬管分段所要求的，并且可以由任何合适的一种或多种材料制成，包括，例如金属(包括钢，如碳钢，和铝)、玻璃纤维、碳纤维、和它们的组合。该鞘层可以是长约0.8米至约1.5米,厚约Imm至约20mm,包括约2mm、约5mm、约10mm、或约15mm厚。
[0040]该鞘层可以是例如包绕井衬管分段的外径或内径至少一次的膜、片、或薄膜，并且覆盖位于该UCG产品气体输送管的相对的开放端之间的部分或全部穿孔。
[0041]在一个实施例中，该井衬管分段包括一个由金属制成的UCG产品气体输送管和一个被配置成覆盖位于管的相对的开放端之间的部分或全部穿孔的可燃鞘层。这样的鞘层可以由任何合适的燃烧材料制成，包括塑料或玻璃纤维，并且充当煤层点燃过程中的促进剂。
[0042]优选地，该可燃鞘层由高密度聚乙烯(HDPE)制成。该HDPE鞘层可以具有约IOmm的厚度。
[0043]在另一个实施例中，该鞘层由具有低熔融温度的材料制成，使得一旦开始煤层中的点火步骤其迅速降解。例如，该鞘层可以由铝制成。
[0044]该鞘层可以附接UCG产品气体输送管上到或与UCG产品气体输送管以任何合适的方式相联。例如，紧固，如可以使用螺丝、环形夹、或带(包括不锈钢带)将鞘层约束在管上。此外，可以将鞘层焊接到管上或并入其中(例如，夹入双层的井衬管分段之间)。
[0045]可替代地，当该鞘层由塑料制成时，可以将其在围绕该UCG产品气体输送管的外径或内径的位置热轧，特别是与位于管的相对的开放端之间的部分或全部穿孔相联(即，该鞘层覆盖这些穿孔)。
[0046]井衬管分段可以包括相关的仪器，如一个或多个用于感测和报告井衬管组件、钻井孔、和/或周围煤层内情况的传感器。可以使用任何合适类型的传感器。例如，传感器可以是用于感测温度的热电偶、用于感测产品气体性质的气体传感器、用于感测压力的压力传感器、用于观察井衬管组件和/或钻井孔的光学传感器、或用于报告井衬管分段/组件钻井孔内的位置、或有内衬的钻井孔中一个或多个工具的位置的位置传感器。
[0047]相关的仪器能够以任何合适的方式与井衬管分段连接。例如，UCG产品气体输送管上的穿孔可以用于相关仪器的连接。
[0048]在一个实施例中，井衬管组件包括一连串连接到井衬管分段或鞘层上(或嵌入井衬管分段或鞘层之内)的热电偶，使得在多个点从井衬管组件收集温度信息(尤其是在汽化器操作过程中)。温度信息可以指示地下气化过程的进行，并且可以用于控制汽化器的操作参数。
[0049]井衬管组件可以进一步包括一种连接到一个或多个井衬管分段上或形成为井衬管组件的一部分(例如，由防火材料构成的井衬管分段)的防火材料。示例性的防火材料包括但是不限于不锈钢、以及Inconel? (主要是镍-铬合金)、Monel? (主要是镍-铜合金)、和Hastelloy? (主要是含镍合金)系高性能合金。[0050]防火材料和/或由防火材料构成的井衬管分段可以邻近注入井根部放置。井衬管组件可以包括沿其长度方向在一个或多个位置连接到井衬管组件上的防火材料。可替代地，该井衬管组件可以包括沿井衬管组件的长度散布的一个或多个由防火材料构成的井衬管分段。
[0051]在另一方面，本发明提供一种煤炭地下气化井衬管组件，该井衬管组件包括两个或更多个互相连接的如在此提出的井衬管分段。
[0052]优选地，如本领域普通技术人员将熟知的，该井衬管组件强到足够使用传统钻孔服务设备来插入钻井孔中(即，在注入井和生产井之间的煤层之内延伸)。
[0053]优选地，井衬管组件从邻近注入井的根部延伸至邻近生产井的根部或底部(toe)。
[0054]优选地，井衬管组件的每个分段的UCG产品气体输送管大到足够沿其长度方向接收并输送一个点火工具，用于在一个受控回缩注入点(CRIP)汽化器中使用。
[0055]在另一个方面，本发明提供了一种在煤层中进行煤炭地下气化的方法，该煤层配备有一个注入井、一个生产井、和一个连接该注入井和该生产井的层内通道，该方法包括以下步骤:a)使至少一个如在此所定义的井衬管组件在该煤层内于该注入井和该生产井之间延伸山)使用一个位于该井衬管组件内的点火工具将该煤层点燃；c)将氧化剂注入该连接通道以维持该煤层的燃烧；并且d)将产品气体从该产品井抽出。
[0056]在一个实施例中，该煤层进一步配备有一个或多个辅助井。
[0057]如本领域普通技术人员将理解的，将煤层点燃的步骤优选包括使用一种点火工具，借此将包括点火装置的点火工具通过注入井、辅助井、和/或生产井插入该煤层中。一旦引入煤层，使用点火工具来点燃煤层并且建立燃烧区。点火工具可以是可定位且可缩回的，使得点燃(包括再点燃)煤层并且可以按顺序建立燃烧区域。一种优选的方法是使用CRIP概念。
[0058]可以使用连接到点火工具上并且在有内衬的钻井孔内可伸长的挠性管来实现点火工具的定位，来将点火工具定位在钻井孔之内的一个所希望的位置。
[0059]点火工具能够以任何合适的方式将煤层点燃。例如，当插入钻井孔的井衬管组件是由可燃材料制成时，点火工具可以通过首先点燃易燃衬而直接点燃煤层。
[0060]当插入钻井孔的井衬管组件包括一个或多个穿孔区段时，点火工具可以在任何一个穿孔区段直接点燃煤层。
[0061]可替代地，当插入钻井孔的井衬管组件包括一个或多个穿孔区段并且将一个伴随的可燃鞘层配置成覆盖部分或全部穿孔时，点火工具可以通过首先点燃可燃鞘层而直接点燃煤层。
[0062]在一个实施例中，点燃工具包括一个电火花发生器(例如，一个火花塞)和一个用于产生火花的电源。该电源可以位于地面以上或者该火花发生器可以由一个层内涡轮机和电连接到该火花发生器的变压器供电。
[0063]在另一个实施例中，点燃工具包括一个电火花电阻器(例如，一个电热塞)和一个用于将电阻器通电的电源。这个电阻器可以例如，产生约ISOkW的热。该电源可以位于地面以上或者该电热电阻可以由一个层内涡轮机和电连接到该电阻的变压器供电。
[0064]在另外的实施例中，点火装置包括至少一种类型的点火化学品。点火化学品可以是一种发火物质(例如，一种液体如三乙基硼(TEB),气体如娃烧，固体如磷或碱金属)、一种发火物质和烃混合物如在甲烷中汽化的TEB、或发火物质和惰性气体如TEB和氮。烃或惰性气体流可以帮助将发火物质运输/汽化到点火工具。
[0065]一旦已经将煤层点燃(或重新点燃)，将点火工具在钻井孔内缩回一个安全的距离，并且通过一个注入井将氧化剂注入钻井孔来给煤层燃烧供应燃料/维持煤层燃烧。可替代地，可以在成功点燃(或重新点燃)煤层后将点火工具从钻井孔撤出。
[0066]氧化剂优选是一种气体如空气(约20%的氧气)、富含氧氧的空气(大于20%的氧气)、或一种富含氧气(大于20%的氧气)的气体/气体混合物(例如处于任何所希望比率的二氧化碳和/或氮气)。例如，氧化剂源可以包括一个空气压缩机、一个压缩空气或氧气槽/瓶、一个空分装置、或一个液态氧槽/瓶。
[0067]在又另一个方面，本发明提供了一种用于UCG产品气体生产的系统，包括:a) —个地下煤层；b)至少一个注入井；c)至少一个生产井；d) —个连接该注入井和该生产井的层内通道；以及e) —个包括两个或更多个相互连接的如在此所述的井衬管分段的井衬管组件。
[0068]在另一方面，本发明提供一种具有两个或更多个相互连接的井衬管分段的煤炭地下气化井衬管组件，其中每个井衬管分段包括:a) —个UCG产品气体输送管，该输送管具有用于连接到同样的井衬管分段的相对的开放端以及位于该相对的开放端之间的多个穿孔；以及b) —个鞘层。
[0069]在一个实施例中，这些穿孔沿着该UCG产品气体输送管的长度在一个或多个区域内聚集在一起，与该管的未打孔区段交替。
[0070]在这些图中，同样的参考号表示同样的特征。
[0071]参考图1，这总体上描述了根据本发明的一个实施例的井衬管组件10(包括井衬管分段15)。合适地，井衬管组件10位于UCG汽化器的注入井附近。
[0072]该井衬管组件10的每个井衬管分段15包括一个UCG产品气体输送管20，该产品气体输送管具有用于连接到同样的井衬管分段15上的相对的开放端。UCG产品气体输送管20能够在地下煤层内保持结构上完整性并且将UCG产品气体输送到一个生产井。每个UCG产品气体输送管20包括位于这些相对的开放端之间的多个穿孔25。
[0073]UCG产品气体输送管20由K55碳钢制成，具有约5.5英寸的外径，约0.275英寸的壁厚，约4.95英寸的标称内径，以及在6.10和6.30米之间的长度。UCG产品气体输送管20具有在约1450°C和1500°C之间的熔融温度。
[0074]位于UCG产品气体输送管20的相对开放端之间的穿孔25具有由激光切割形成的25mm的开口。穿孔25在UCG产品气体输送管20的圆周和轴向方向都是周期性对称的，并且处于一种交错安排，因为这为管20提供了最好的结构完整性。穿孔25占UCG产品气体输送管20的表面积的约20%至40%。穿孔25沿着UCG产品气体输送管20的长度在区段30内聚集在一起。
[0075]UCG产品气体输送管20的每个末端在外部有螺纹并且井衬管组件10具有内部螺纹箍35用于将这些管20的末端连接在一起。
[0076]转向图2，这总体上描述了一个根据本发明的一个实施例的替代的井衬管组件50 (包括交替的井衬管分段55)。合适地，井衬管组件50位于UCG汽化器的生产井附近。
[0077]该井衬管组件50的每个井衬管分段55包括一个UCG产品气体输送管60，该产品气体输送管具有用于连接到同样的井衬管分段55上的相对的开放端。UCG产品气体输送管60能够在地下煤层内保持结构上完整性并且将UCG产品气体输送到一个生产井。每个UCG产品气体输送管60包括位于这些相对的开放端之间的多个穿孔65。
[0078]UCG产品气体输送管60由L80碳钢制成，具有约7.0英寸的外径，约0.317英寸的壁厚，约6.366英寸的标称内径，以及在5.80和6.0米之间的长度。UCG产品气体输送管60具有在约1450°C和1500°C之间的熔融温度。
[0079]位于UCG产品气体输送管60的相对开放端之间的穿孔65具有由激光切割形成的13mm的开口。穿孔65在UCG产品气体输送管60的圆周和轴向方向都是周期性对称的，并且处于一种交错安排，因为这为管60提供了最好的结构完整性。穿孔65占UCG产品气体输送管60的表面积的约10%。
[0080]UCG产品气体输送管60的每个末端在外部具有螺纹并且井衬管组件50具有内部螺纹箍35用于与管60的末端连接在一起。
[0081]如果管60的一端出于任何原因被堵塞，UCG产品气体输送管60上的穿孔65允许重新建立气体生产流。这些穿孔65还允许对气体煤层中的能够增加UCG产品气体热值的甲烷进行一些解吸。
[0082]参考图3，这总体上描述了根据本发明的一个实施例的井衬管组件70(包括井衬管分段15)。合适地，井衬管组件70位于UCG汽化器的注入井附近。
[0083]该井衬管组件70的每个井衬管分段15包括一个UCG产品气体输送管20，该产品气体输送管具有用于连接到同样的井衬管分段15上的相对的开放端；以及一个鞘层75。
[0084]鞘层75由高密度聚乙烯制成，具有约44MJ/kg的热量和约280°C的燃烧温度。HDPE鞘层75被热轧成长度约1.10米的约IOmm厚的圆筒，并且用不锈钢带80 (仅示出了其一部分)将其约束到围绕UCG产品气体输送管20 (覆盖穿孔25)的位置。当将井衬管组件70插入井下到煤层之内时，不锈钢带80确保鞘层75不移动。三个HDPE鞘层75约束到每个UCG产品气体输送管20上。
[0085]鞘层75阻止水和碎片进入UCG产品气体输送管20，并且充当将煤层点燃过程中的促进剂。
[0086]转向图4，总体上描述了根据本发明的一个实施例的用于UCG产品气体生产的系统90。
[0087]煤层95位于表土 100之下，并且包括一个注入井110和一个生产井115。钻井孔/层内连接通道120延伸穿过煤层95，连接注入井110和生产井115。井衬管组件70从一个注入井110的根部125附近的防火段(未不出)延伸，而井衬管组件50从生产井115的根部130附近延伸。井衬管组件50和70相互连接以形成一个连续的井衬管组件。
[0088]在使用时，井衬管组件50和70向井下置于具有约8.75英寸的直径的钻井孔120内。将UCG产品气体输送管20的制成容纳一个可缩回的点火工具的尺寸(例如，一个包括位于挠性管末端的点火装置的点火工具)。该点火工具在朝向注入井110缩回前提供了一个用于燃烧/降解鞘层75并且点燃煤层95的热源(可以使用它来点燃煤层95的其他部分)。井衬管组件70的热电偶监控井内温度，并且一旦煤层95已经被点燃，通过注入井110的井口 135将氧化剂引入钻井孔120。
[0089]井衬管组件70邻近注入井110确保用于氧化剂注入的途径保持敞开和无阻碍，并且确保煤层可以被点燃/再点燃。
[0090]井衬管组件70和50使水平钻井孔120免于在煤散裂期间被完全堵塞，并且保持一个用于使氧化剂沿着井衬管组件70和50的长度流动的清洁路径。接近气化区的井衬管组件70的鞘层75将由于穿孔25而简单的烧尽，从而允许通过这些穿孔25而容易地再点燃。
[0091]气化在邻近井/汽化器的燃烧区的气化区之内出现，并且热产品气从气化区流来并且通过生产井115的井口 140离开地面。
[0092]生产井115附近的井衬管组件50确保用于产品气体的生产井115的途径保持敞开并无阻。
[0093]总之，根据本发明的井衬管组件最小化或克服了 UCG的一个或多个固有问题。
[0094]在整个说明书中，目的是描述本发明的优选实施例而不将本发明限制到任何一个实施例或具体的特征集合。因此将为本领域的技术人员理解的是，根据本披露，可以在不背离本发明的范围的情况下在示例出的具体实施例中作出不同的修改和改变。
【权利要求】
1.一种用于构建煤炭地下气化(UCG)井衬管组件的井衬管分段，该分段包括一个UCG产品气体输送管，该输送管具有用于连接到同样的井衬管分段的相对的开放端以及位于这些相对的开放端之间的多个穿孔。
2.如权利要求1所述的井衬管分段，其中该UCG产品气体输送管是由金属、玻璃纤维、碳纤维、塑料、或它们的组合制成。
3.如权利要求2所述的井衬管分段，其中该UCG产品气体输送管是由铝制成。
4.如权利要求1所述的井衬管分段，其中该UCG产品气体输送管是由一种可燃材料制成。
5.如权利要求4所述的井衬管分段，其中该UCG产品气体输送管是由高密度聚乙烯制成。
6.如权利要求1至5中任一项所述的井衬管分段，其中这些穿孔沿着该UCG产品气体输送管的长度在一个或多个区域内聚集在一起，与该管的未打孔区段交替。
7.如权利要求6所述的井衬管分段，其中该UCG产品气体输送管是由金属制成并且该井衬管分段进一步包含一个可燃鞘层。
8.如权利要求7所述的井衬管分段，其中该可燃鞘层是由一种高密度聚乙烯制成。
9.如权利要求7或权利要求8所述的井衬管分段，其中该可燃鞘层覆盖了在该UCG产品气体输送管上的至少一部分穿孔。
10.如权利要求7至9中任一项所述的井衬管分段，其中用条带将该可燃鞘层固定到围绕该UCG产品气体输送管的外侧的位置。
11.如权利要求7至9中任一项所述的井衬管分段，其中将该可燃鞘层热轧到该UCG产品气体输送管内侧或外侧的位置。
12.—种煤炭地下气化井衬管组件，包括两个或更多个如权利要求1至11中任一项所述的相互连接的井衬管分段。
13.—种在煤层中进行煤炭地下气化的方法，该煤层配备有一个注入井、一个生产井、和一个连接该注入井和该生产井的层内通道，该方法包括以下步骤: a.使至少一个如权利要求12所定义的井衬管组件在该煤层内于该注入井和该生产井之间延伸； b.使用一个位于该井衬管组件内的点火工具将该煤层点燃； c.将氧化剂注入该连接通道内以维持该煤层燃烧；并且 d.将产品气体从该生产井抽出。
14.如权利要求13所述的方法，其中该煤层进一步配备有一个或多个辅助井。
15.一种用于煤炭地下气化产品气体生产的系统，包括: a.一个地下煤层； b.至少一个注入井； c.至少一个生产井； d.一个连接该注入井和该生产井的层内通道；以及 e.一个井衬管组件，包括两个或更多个相互连接的如权利要求1至11中任一项所述的井衬管分段。
16.一种煤炭地下气化(UCG)井衬管组件，包括两个或更多个相互连接的井衬管分段，其中每个井衬管分段包括: a.一个UCG产品气体输送管，该输送管具有用于连接到同样的井衬管分段上的相对的开放端以及位于该相对的开放端之间的多个穿孔；以及 b.—个鞘层。
17.如权利要求16所述的UCG井衬管组件，其中该UCG产品气体输送管是由金属、玻璃纤维、碳纤维、塑料、或它们的组合制成。
18.如权利要求16或权利要求17所述的UCG井衬管组件，其中这些穿孔是沿着该UCG产品气体输送管的长度在一个或多个区域内聚集在一起，与该管的未打孔区段交替。
19.如权利要求18所述的UCG井衬管组件，其中该UCG产品气体输送管是由金属制成并且该鞘层是一个可燃鞘层，该可燃鞘层覆盖至少一部分该UCG产品气体输送管上的穿孔。
20.如权利要求19所述的UCG井衬管组件，其中该UCG产品气体输送管是由钢制成，并且该可燃鞘层是由高密度聚乙烯制成。
【文档编号】E21B43/25GK104024569SQ201280063111
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2012年9月28日 优先权日:2011年12月21日
【发明者】格雷格·马丁·帕里·培肯斯, 卡斯珀·扬·亨德利克·伯格, 阿曼·浦坎石·钱德拉 申请人:领潮能源有限公司