Обсадна труба для підземної газифікації вугілля

Реферат: Винахід стосується конструкцій і способів створення обсадної труби в зборі при підземній газифікації вугілля (ПГВ). Зокрема, описана частина обсадної труби для використання при створенні обсадної труби в зборі при підземній газифікації вугілля (ПГВ), яка слугує для транспортування продуктивного газу до експлуатаційної свердловини. UA 112881 C2 (12) UA 112881 C2 UA 112881 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Галузь техніки Винахід належить до підземної газифікації вугілля (ПГВ). Зокрема, описується частина обсадної труби для використання при будівництві обсадної труби в зборі при ПГВ для транспортування продуктивного газу до експлуатаційної свердловини. Також розкриті система і спосіб для виробництва продуктивного газу при підземній газифікації вугілля. Рівень техніки Підземна газифікація вугілля являє собою процес, за допомогою якого продуктивний газ отримують з вугільного шару нагріванням вугілля на місці у присутності окислювача (наприклад, повітря або кисню). Продуктивний газ зазвичай називають синтезним газом або синтезгазом і він може бути застосований, наприклад, як сировина для різних застосувань, включаючи виробництво екологічно чистих видів палива, хімічного виробництва та виробництва електроенергії. Перетворення вугілля в продуктивний газ відбувається в свердловині, яка має один або кілька отворів, пробурених у вугільному шарі, які знаходяться в плинному сполученні один з одним. Як правило, та свердловина, в яку вводять окислювач для сприяння горінню, називається нагнітальною свердловиною, а та свердловина, з якої відводять продуктивний газ, називається експлуатаційною свердловиною. Як горизонтальна, так і вертикальна свердловини можуть бути використані для впорскування окислювача і виробництва продуктивного газу. Панель вугільного шару звичайно називають газифікатором вугілля. Газифікація відбувається суміжно із зоною горіння свердловини газифікатора, і вугілля частково окислюють, щоб отримати продуктовий газ з низькою або середньою теплотворною спроможністю. Гарячий продуктивний газ тече із зони газифікації і виходить із землі крізь гирло експлуатаційної свердловини. Деякі з основних проблем при ПГВ стосуються запобігання блокування доступу до експлуатаційної свердловини вугільними відшаруваннями, затіканням або проникненням води, регулюванням взаємодії продуктивного газу з вугільним шаром в зонах свердловин, в яких хімічні реакції ще не мали місце (наприклад холодні зони), також проблеми стосуються повторного запалення вугільного шару і запобігання видалення продуктивного газу в навколишнє середовище. Суть винаходу Метою даного винаходу є мінімізація або подолання однієї або більше проблем відомого рівня техніки. Згідно одного аспекту винахід забезпечує частину обсадної труби для використання при створенні обсадної труби в зборі при підземній газифікації вугілля, ця частина має транспортну трубу для продуктивного газу при ПГВ, яка має протилежні відкриті кінці для з'єднання з подібними частинами обсадної труби і перфорації, розташовані між протилежними відкритими кінцями. В одному варіанті здійснення перфорації, згруповані разом в одній або більше ділянках уздовж довжини транспортної труби для продуктивного газу при ПГВ, чергуються з неперфорованими ділянками труби. В іншому варіанті здійснення частина обсадної труби додатково має оболонку. Відповідно, оболонка виконана з горючого матеріалу або матеріалу з низькою температурою плавлення і покриває, щонайменше, деякі з перфорацій транспортної трубу для продуктивного газу при ПГВ. Згідно іншого аспекту даний винахід стосується обсадної труби в зборі для підземної газифікації вугілля, яка має наведені в цьому описі дві або більше частини обсадної труби, які з'єднані одна з одною. Згідно додаткового аспекту винахід забезпечує спосіб підземної газифікації вугілля у вугільному шарі, який має нагнітальну свердловину, експлуатаційну свердловину і канал підготовчої виробітки, який з'єднує нагнітальну свердловину і експлуатаційну свердловину, спосіб має етапи: а) протягнення, щонайменше, однієї обсадної труби в зборі всередині вугільного шару між нагнітальною свердловиною та експлуатаційною свердловиною, б) запалення вугільного шару за допомогою запалювального інструменту, розташованого всередині обсадної труби в зборі, в) впорскування окислювача в з'єднальний канал, щоб підтримувати горіння вугільного шару і г) відведення продуктивного газу з експлуатаційної свердловини. Згідно одного варіанту здійснення вугільний шар додатково забезпечений одним або декількома допоміжними свердловинами. Допоміжні свердловини звичайно є вертикальними свердловинами, розташованими між нагнітальною і експлуатаційною свердловинами, і можуть 1 UA 112881 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 бути використаними як свердловини для запалювання та/або для допоміжного впорскування чи як експлуатаційні свердловини. Згідно ще одного додаткового аспекту винахід забезпечує систему виробництва продуктивного газу при ПГВ, яка включає: а) підземний вугільний шар, б) щонайменше, одну нагнітальну свердловину, в) щонайменше, одну експлуатаційну свердловину, г) канал, який з'єднує нагнітальну свердловину і експлуатаційну свердловини і д) обсадну трубу в зборі, яка має дві або більше частини обсадної труби, описані в даному документі, з'єднані одна з одною. Згідно іншого аспекту даний винахід забезпечує обсадну трубу в зборі для підземної газифікації вугілля, яка має дві або більше частини обсадної труби, з'єднані одна з одною, причому кожна частина обсадної труби включає: а) транспортну трубу для продуктивного газу при ПГВ, що має протилежні відкриті кінці для з'єднання з подібною частиною обсадної труби, і перфорації, розташовані між протилежними відкритими кінцями, і б) оболонку. В одному варіанті здійснення перфорації згруповані на одній або декількох ділянках уздовж довжини транспортної труби для продуктивного газу, чергуючись з неперфорованими ділянками труби. Для того, щоб винахід було можливо більш легко зрозуміти і здійснити на практиці, один або більше переважних варіантів його здійснення буде тепер описаний, тільки як приклад з посиланням на додані креслення. Короткий опис креслень На фіг. 1 показаний вид у розрізі обсадної труби в зборі (включаючи частину обсадної труби) у відповідності з варіантом здійснення даного винаходу. На фіг. 2 показаний вид у розрізі альтернативної обсадної труби в зборі (включаючи альтернативну частину обсадної труби), згідно з іншим варіантом здійснення даного винаходу. На фіг. З показаний вид у розрізі обсадної труби в зборі (включаючи частину обсадної труби), яка має оболонку, згідно з додатковим варіантом здійснення даного винаходу. На фіг. 4 показаний вид збоку перерізу системи виробництва продуктивного газу при ПГВ згідно з іншим варіантом здійснення даного винаходу. Опис варіантів здійснення Даний винахід стосується підземної газифікації вугілля. У даному описі, якщо контекст не вимагає іншого, слова "має", "містить" і "який містить" означатимуть включення зазначеного чогось цілого, групи цілих, стадію чи стадії, але не виключення будь-якого іншого цілого, групи цілих, стадію або стадій. Згідно одного аспекту винахід забезпечує частину обсадної труби для застосування в конструкції обсадної труби в зборі для підземної газифікації вугілля, ця частина включає транспортну трубу для продуктивного газу при ПГВ, яка має протилежні відкриті кінці для з'єднання з подібними частинами обсадної труби і перфорації, розташовані між протилежними відкритими кінцями. Транспортна труба для продуктивного газу при ПГВ може мати будь-який відповідний розмір, форму і конструкцію і може бути виготовлена з будь-якого відповідного матеріалу або матеріалів. Труба може бути виготовлена в формі і розмірах, щоб задовольнити конкретне застосування. Переважно, труба має круглий поперечний переріз, щоб забезпечити кільцевий прохід, хоча, як має бути зрозуміло фахівцю в даній області, можливі і інші форми поперечного перерізу. Транспортна труба для продуктивного газу при ПГВ може мати будь-яку прийнятну довжину, метри і десятки метрів. Відповідно, частини обсадної труби можуть бути з'єднані разом для формування обсадної труби в зборі довжиною десятки, сотні метрів або навіть кілька кілометрів, залежно від довжини стовбура свердловини. Кожна транспортна труба для продуктивного газу при ПГВ може бути, наприклад, приблизно від 1 до 12 метрів в довжину або близько 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, або 9 метрів в довжину. Переважно кожна труба становить приблизно від 5 до 7 метрів в довжину, більш переважно близько 6 метрів в довжину. Частини обсадної труби можуть бути з'єднані разом будь-яким прийнятним способом, щоб сформувати обсадну трубу в зборі. Наприклад протилежні відкриті кінці кожної труби можуть мати різьбу, а обсадна труба в зборі може включати одну або більше муфт з внутрішньою різьбою для з'єднання кінців суміжних частин обсадної труби разом. Альтернативно, сусідні частини можуть бути зварені разом, щоб сформувати обсадну трубу в зборі. 2 UA 112881 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Транспортна труба для продуктивного газу при ПГВ може мати зовнішній діаметр (або ширину), яка відповідає стовбуру свердловини, в яку віна буде введена. Як правило, труба буде мати зовнішній діаметр десь між близько 5 до 10 дюймами, більш переважно від близько 5 до 8 дюймів, і більш переважно приблизно від 5,5 до 7 дюймів. Частини обсадної труби переважно є стійкими до впливу хімічних речовин від продуктів газифікації вугілля і піролізу (наприклад сірки), а також від дії власно синтез-газу (у тому числі СО, Н2, СО2 і Н2О), який може бути кислим. Транспортна труба для продуктивного газу при ПГВ може бути виготовлена з будь-якого відповідного матеріалу, включаючи, наприклад метали (у тому числі сталь, таку як вуглецева сталь, і алюміній), скловолокно, вуглецеве волокно, пластик та їх комбінації. Перфорації, розташовані між протилежними відкритими кінцями транспортної труби для продуктивного газу при ПГВ, можуть мати будь-який відповідний розмір, форму і розташування в міру необхідності, щоб зменшити ряд технічних і експлуатаційних проблем, пов'язаних з блокуванням обсадної труби в зборі. Наприклад перфорації дозволяють запалення вугільного шару з середини стовбура свердловини з використанням інструменту запалювання, який розташований всередині обсадної труби в зборі і запалює навколишній вугільний шар. Крім того, перфорації дозволяють відновлення потоку продуктивного газу, якщо один кінець обсадної труби в зборі заблокований з будь-якої причини. Перфорації також дозволяють деяку десорбцію метану в загазованих вугільних шарах, яка може додавати теплотворної спроможності продуктивного газу. Перфорація переважно знаходяться у періодичній симетрії і в напрямку по колу і в осьовому напряму. Перфорації можуть бути у вигляді круглих або іншої форми (наприклад шестикутної або восьмикутної) отворів або прорізів. Перфорації можуть бути, наприклад, кругами, що мають діаметр близько 10-25 мм, у тому числі близько 12 мм, 15 мм, 18 мм, 20 мм або 23 мм. Перфорації можуть бути, наприклад, у вигляді прямокутної або ромбовидної сітки, або обох. Переважно перфорації розташовані в шаховому порядку (ромбовидна розбивка), оскільки це забезпечує частину обсадної труби (і обсадної труби в зборі) найбільшою конструкційною цілісностю. Транспортна труба для продуктивного газу при ПГВ може мати десь між приблизно 10 % до приблизно 60 % її площі поверхні відкритою (тобто бути перфорованою), за умови, що конструктивна цілісність частини обсадної труби (і обсадної труби в зборі) відповідає працездатності, вимогам стикування. Хоча перфорації можуть займати близько 10 %, близько 15 %, близько 20 %, близько 25 %, близько 30 %, близько 35 %, близько 40 %, близько 45 %, близько 50 %, близько 55 % або близько 60 % площі поверхні транспортної труби, але кількість перфорації близько 10 % - 50 % мабуть є оптимальною для забезпечення адекватної конструктивної цілісності і утримання частин обсадної труби (і обсадної труби в зборі). Перфорації в транспортній трубі для продуктивного газу при ПГВ можуть бути сформовані будь-яким прийнятним способом, включаючи, наприклад, лазерне різання, механічне свердлення і різання водним струменем. Переважно, перфорації групують на одній або декількох ділянках уздовж довжини частини обсадної труби / обсадної труби в зборі, чергуючи з неперфорованими секціями. В одному варіанті частина обсадної труби / обсадна труба в зборі поблизу нагнітальної свердловини оптимально буде включати транспортну трубу, виготовлену з вуглецевої сталі К55, із зовнішнім діаметром близько 5,5 дюйма, товщиною стінки близько 0,275 дюйма, номінальним внутрішнім діаметром близько 4,95 дюйма, а близько 20-40 % його площі поверхні є відкритою (тобто, перфорованою). У іншому варіанті, частина обсадної труби / обсадна труба в зборі поблизу експлуатаційної свердловини оптимально буде включати транспортну трубу для продуктивного газу при ПГВ, виготовлену з вуглецевої сталі L80, із зовнішнім діаметром близько 7 дюйма, товщиною стінки близько 0,317 дюйма, номінальним внутрішнім діаметром близько 6,366 дюйма і з близько 2040 % його площі поверхні відкритою (тобто, перфорованою). Частина обсадної труби також може додатково включати оболонку, виконану з можливістю покриття деяких або всіх перфорацій, розташованих між протилежними відкритими кінцями транспортної труби для продуктивного газу при ПГВ. Наприклад, оболонка може бути використана для покриття перфорацй, що згруповані разом в одній або декількох ділянках уздовж довжини труби, залишаючи проміжні неперфоровані ділянки труби непокритими. Як зрозуміло фахівцю в даній галузі, оболонка може зупинити проникнення води і сміття у частину обсадної труби, запобігти введенню окислювача з виходу зборки, якщо це не близько до активної зони газифікації / порожнини, і слугувати як прискорювач під час запалення вугільного шару. 3 UA 112881 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Оболонка може бути будь-якого відповідного розміру, форми і конструкції, як це потрібно для частини обсадної труби, і може бути виготовлена з будь-якого відповідного матеріалу або матеріалів, в тому числі, наприклад, з металу (наприклад сталі, такої як вуглецева сталь, і алюмінію), скловолокна, вуглецевого волокна, пластику та їх комбінації. Оболонка може бути близько 0,8м - 1,5 м в довжину і близько 1 мм - 20 мм завтовшки, наприклад товщиною близько 2 мм, близько 5 мм, близько 10 мм або близько 15 мм. Оболонка може бути, наприклад, мембраною, листом або плівкою, яка охоплює зовнішній або внутрішній діаметра частини обсадної труби принаймні один раз і покриває всі або деякі перфорації, розташовані між протилежними відкритими кінцями транспортної труби для продуктивного газу при ПГВ. В одному варіанті частина обсадної труби містить транспортну трубу для продуктивного газу при ПГВ, виготовлену з металу, і горючу оболонку, виконану з можливістю покриття всіх або деяких перфорацій, розташованих між протилежними відкритими кінцями труби. Така оболонка може бути виконана з будь-якого відповідного горючого матеріалу, в тому числі з пластику або скловолокна, і діяти як прискорювач під час запалення вугільного шару. Переважно, горюча оболонка виготовлена з поліетилену високої щільності (HDPE). Така HDPE оболонка може мати товщину близько 10 мм. В іншому варіанті оболонка виготовлена з матеріалу з низькою температурою плавлення, так що він швидко розпадається після початку процесу запалювання вугільного шару. Наприклад оболонка може бути виконана з алюмінію. Оболонка може бути приєднана або об'єднана з транспортною трубою для продуктивного газу при ПГВ будь-яким прийнятним способом. Наприклад кріпильні елементи, такі як гвинти, затискні кільця або ремені (у тому числі стяжки з нержавіючої сталі), можуть бути використані для приєднання оболонки до труби. Крім того оболонка може бути приварена до труби або інтегрована в неї (наприклад бути / як шар·у двошаровій частині обсадної труби). Як альтернатива оболонка виконана з пластика, вона може бути гаряче накатаною на місці навколо зовнішнього або внутрішнього діаметра транспортної труби для продуктивного газу при ПГВ, зокрема в поєднанні з деякими або всіма перфораціями, розташованими між протилежними відкритими кінцями труби (тобто оболонка покриває перфорації). Частина обсадної труби може включати відповідні прилади, наприклад один або декілька датчиків для вимірювання та звітності про умови в обсадній трубі в зборі, в стовбурі свердловини і / або в навколишньому вугільному шарі. Будь-який відповідний тип датчика можна використовувати. Наприклад, датчик може бути термопарою для вимірювання температури, датчиком газу для зондування природи отриманого газу, датчиком тиску для вимірювання тиску, оптичним датчиком для нагляду за обсадною трубою в зборі і / або стовбуром свердловини, або датчиком положення для подання даних про розташування частини обсадної труби / обсадної труби в зборі у стовбурі свердловини або про місце розташування одного або кількох інструментів уздовж стовбура свердловини. Пов'язані прилади можуть бути підключені до частини обсадної труби будь-яким підходящим способом. Наприклад перфорації в транспортній трубі для продуктивного газу при ПГВ можуть бути використані для зв'язку з приладами. В одному варіанті здійснення обсадна труба в зборі також містить ряд термопар, з'єднаних з частиною обсадної труби або оболонкою (або вмурованих в цю частину або оболонку), так що інформацію про температуру збирають із обсадної труби в зборі в декількох точках (особливо під час роботи газифікатора). Ця інформація про температуру може вказувати на продуктивність підземної газифікації і може бути використана для контролю робочих параметрів газогенератора. Обсадна труба в зборі може додатково мати вогнетривкий елемент, пов'язаний з одним або декількома частинами обсадної труби або формувати частину обсадної труби в зборі (наприклад частина обсадної труби виготовлена з вогнетривкого матеріалу). Наприклад, вогнетривкими матеріалами є, але не обмежуються ними, нержавіюча сталь, і Inconel ® (переважно нікель-хромові сплави), Monel ® (переважно нікель-мідні сплави), і Hastelloy ® (переважно нікель вміщуючі сплави) сімейства високоефективних сплавів. Вогнетривкий елемент та / або частину обсадної труби, виготовлену з вогнетривкого матеріалу, можна розташувати прилегло до башмака нагнітальної свердловини. Обсадна труба в зборі може включати вогнетривкий елемент, з'єднаний з обсадною трубою в зборі в одному або більше місцях уздовж її довжини. Як альтернатива, обсадна труба в зборі може включати одну або кілька частин обсадної труби, виготовлених з вогнетривкого матеріалу, перемежовуючись по довжині обсадної труби в зборі. 4 UA 112881 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Згідно іншого аспекту даний винахід відноситься до обсадної труби в зборі для підземної газифікації вугілля, яка має дві або більше частини обсадної труби, викладеної в даному документі, з'єднані одна з одною. Переважно, обсадна труба в зборі є досить міцною, щоб бути введеною в стовбур свердловини (наприклад бути протягненою всередині вугільного шару між нагнітальною та експлуатаційною свердловинами) з використанням традиційного обладнання служби буріння, яке добре відоме фахівцю в даній галузі. Переважно обсадна труба в зборі простягається від суміжного з нагнітальною свердловини башмака до суміжного з експлуатаційною свердловиною башмака або носка. Переважно транспортна труба для продуктивного газу кожної частини обсадної труби в зборі є досить великого діаметра, щоб приймати і передавати інструмент запалювання вздовж її довжини для використання в контрольованій точці втягування / впорскування (КТВВ) газифікатора. Згідно іншого аспекту винахід забезпечує спосіб підземної газифікації вугілля у вугільному шарі, який має нагнітальну свердловину, експлуатаційну свердловину і канал, який з'єднує нагнітальну і експлуатаційну свердловини, спосіб включає етапи: а) протягання щонайменше однієї обсадної труби в зборі у вугільному шарі між нагнітальною та експлуатаційною свердловинами, б) запалення вугільного шару за допомогою інструменту запалювання, розташованого в обсадній трубі в зборі, в) впорскування окислювача в з'єднальний канал, щоб підтримувати горіння вугільного шару, і г) відведення газоподібного продукту з експлуатаційної свердловини. В одному варіанті здійснення вугільний шар додатково забезпечений однією або декількома допоміжними свердловинами. Як зрозуміло фахівцю в даній галузі, етап запалення вугільного шару переважно включає використання інструменту запалювання, причому інструмент запалювання, який має засіб запалювання, вводиться у вугільний шар крізь нагнітальну свердловину, допоміжну свердловину та / або експлуатаційну свердловину. Після введення у вугільний шар засіб запалювання застосовують для запалення вугільного шару і створення зони горіння. Інструмент запалювання може бути введений і витягнений, так щоб запалення (у тому числі повторне запалення) вугільного шару і формування зони горіння могли відбуватися послідовно. Переважним способом є використанням концепції КТВВ. Позиціонування інструменту запалювання може бути досягнуто з використанням гнучкої трубки, з'єднаної з інструментом запалювання, яку можна простягати уздовж стовбура свердловини до положення інструменту запалювання в потрібному місці в стовбурі свердловини. Інструмент запалювання може запалювати вугільний шар будь-яким прийнятним способом. Наприклад, коли обсадну трубу в зборі, вставлену в стовбур свердловини, виконують з горючого матеріалу, інструмент запалювання може побічно запалити вугільний шар шляхом первинного запалювання горючого облицювання. Якщо обсадна труба в зборі, введена в стовбур свердловини, має одну або більше перфорованих ділянок, то інструмент запалювання може безпосередньо запалити вугільний шар на будь-якій з перфорованих ділянок. Альтернативно, коли обсадна труба в зборі, введена в стовбур свердловини, має одну або більше перфорованих ділянок і горючу оболонку для покриття деяких або всіх перфорацій, засіб запалювання може не безпосередньо запалити вугільний шар, а через первинне займання горючої оболонки. В одному варіанті здійснення засіб запалювання має електричний іскровий генератор (наприклад, свічку запалювання) і джерело живлення для генерації іскри. Блок живлення може бути розташований над землею або генератор іскри може бути приведений в дію турбіною і трансформатором, електричне підключеним до генератора іскри. В іншому варіанті здійснення засіб запалювання має електричний тепловий резистор (наприклад, жарову свічку) і джерело живлення для подачі електроживлення на резистор. Резистор може, наприклад, генерувати близько 180 кВт тепла. Джерело живлення може бути розташоване над землею або електричний теплової резистор може бути приведений в дію турбіною і трансформатором, електричне з'єднаним з резистором. В іншому варіанті здійснення засіб запалювання має, щонайменше, один тип хімічного запалювача. Хімічним запалювачем може бути пірофорна речовина (наприклад, рідина, така як триетилбор (ТЕБ), газ, такий як силан, тверда речовина, наприклад, фосфор або лужний метал), суміш пірофорної речовини та вуглеводнів, наприклад, ТЕВ, випарений в метан, або 5 UA 112881 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 пірофорна речовина і інертний газ, наприклад, ТЕБ та азот. Вуглеводень або потік інертного газу може допомогти транспортуванню / випаровуванню пірофорної речовини до інструменту запалювання. Після того, як вугільний шар був запалений (або повторно запалений), інструмент запалювання відводиться на безпечну відстань всередині стовбура свердловини і окислювач впорскують у стовбур свердловини крізь нагнітальну свердловину для живлення паливом / підтримування горіння вугільного шару. Альтернативно, інструмент запалювання може бути вилучений з стовбура свердловини після успішного запалювання (або повторного запалювання) вугільного шару. Окислювачем переважно є газ, такий як повітря (близько 20 % кисню), збагачене киснем повітря (більше ніж 20 % кисню), або газ / газова суміш (наприклад двоокис вуглецю та/або азот в будь-якому бажаному співвідношенні), збагачена киснем (більше 20 % кисню) або по суті чистий кисень. Джерелом окислювача може бути повітряний компресор, бак / балон зі стисненим повітрям або киснем, блок розділення повітря або бак / циліндр рідкого кисню. Згідно ще одного додаткового аспекту винахід забезпечує систему для виробництва продуктивного газу при ПГВ, яка включає: а) підземний вугільний шар, б) щонайменше, одну нагнітальну свердловину, в) щонайменше, одну експлуатаційну свердловину, г) канал, який з'єднує нагнітальну свердловину і експлуатаційну свердловину, і д) обсадну трубу в зборі, яка має дві або більше частини обсадної труби, з'єднані одна з одною. Згідно іншого аспекту даний винахід стосується обсадної труби в зборі для підземної газифікації вугілля, яка має дві або більше частини обсадної труби, з'єднані одна з одною, причому, кожна частина має: а) транспортну трубу для продуктивного газу при ПГВ, що має протилежні відкриті кінці для підключення до подібних частин обсадної труби і перфорації, розташовані між протилежними відкритими кінцями, і б) оболонку. В одному варіанті здійснення перфорації згруповані на одній або декількох ділянках уздовж довжини транспортної труби для продуктивного газу при ПГВ, що чергуються з неперфорованими ділянками труби. На фігурах однакові позиції відносяться до однакових елементів. На фіг. 1 в цілому зображена обсадна труба 10 в зборі (у тому числі частина 15 обсадної труби) у відповідності з варіантом здійснення даного винаходу. Відповідно, обсадна труба 10 в зборі розташована суміжно з нагнітальною свердловиною газогенератора ПГВ. Кожна частина 15 обсадної труби 10 в зборі має транспортну трубу 20 для продуктивного газу при ПГВ, яка має відкриті кінці для з'єднання з подібними частинами 15 обсадної труби. Труба 20 здатна залишатися конструктивно неушкодженою в підземному вугільного шарі і транспортувати продуктивний газ при ПГВ в експлуатаційну свердловину. Кожна труба 20 має перфорації 25, розташовані між протилежними відкритими кінцями труби. Транспортна труба 20 для продуктивного газу при ПГВ виготовлена з вуглецевої сталі К55, має зовнішній діаметр близько 5,5 дюйма, товщину стінки близько 0,275 дюйма, номінальний внутрішній діаметр близько 4,95 дюйма і довжину від 6,10 і 6,30 метрів. Труба 20 має температуру плавлення між приблизно 1450° С і 1500° С. Перфорації 25, розташовані між протилежними відкритими кінцями труби 20, мають 25 мм отвори, утворені лазерним різанням. Перфорації 25 знаходяться в періодичній симетрії і в круговому і в осьовому напрямках на трубі 20 і розташовані в шаховому порядку, оскільки це забезпечує трубу 20 найбільшої конструкційною цілісності. На перфорації 25 припадає близько від 20 % до 40 % площі поверхні труби 20. Перфорації 25 згруповані разом в секції 30 вздовж довжини труби 20. Кожен кінець транспортної труби 20 для продуктивного газу при ПГВ має зовнішню різьбу, і обсадна труба 10 в зборі має муфти 35 з внутрішньою різьбою для з'єднання кінців труб 20 разом. Звернемось до фіг.2, на якій взагалі зображено альтернативна обсадна труба 50 в зборі (у тому числі альтернативна частина 55 обсадної труби) у відповідності з варіантом здійснення даного винаходу. Відповідно, обсадну трубу 50 в зборі розташовують суміжно з експлуатаційною свердловиною газогенератора ПГВ. Кожна частина 55 обсадної труби 50 в зборі включає транспортну трубу 60 для продуктивного газу при ПГВ, яка має протилежні відкриті кінці для з'єднання з подібними 6 UA 112881 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 частинами 55 обсадної труби. Труба 60 здатна залишатися конструктивно неушкодженою всередині підземного вугільного шару і транспортувати продуктивний газ ПГВ до експлуатаційної свердловини. Кожна труба 60 має перфорації 65, розташовані між протилежними відкритими кінцями. Транспортна труба 20 для продуктивного газу при ПГВ виготовлена з вуглецевої сталі L80, має зовнішній діаметр близько 7,0 дюйма, товщину стінки близько 0,317 дюйма, номінальний внутрішній діаметр близько 6,366 дюйма і довжину між 5,80 і 6,0 метрів. Труба 60 має температуру плавлення між приблизно 1450° С і 1500° С. Перфорації 65, розташовані між протилежними відкритими кінцями труби 60, мають 13-ти мм отвори, утворені лазерним різанням. Перфорації 65 знаходяться в періодичній симетрії і в круговому, і в осьовому напрямках на трубі 60 і розташовані в шаховому порядку, оскільки це забезпечує трубу 60 з найбільшою конструкційною цілісністю. На перфорації 65 припадає близько 10 % площі поверхні труби 60. Кожен кінець транспортної труби 60 для продуктивного газу при ПГВ має зовнішню різьбу, а обсадна труба 50 в зборі має муфти 35 з внутрішньою різьбою для з'єднання кінців труб 60 разом. Перфорації 65 в трубі 60 дозволяють відновлення потоку продуктивного газу, що один кінець труби 60 заблокований з будь-якої причини. Перфорації 65 також дозволяють деяку десорбцію метану в загазованих вугільних шарах, що може додавати теплотворної спроможності продуктивного газу при ПГВ. На фіг. З в цілому зображена обсадна труба 70 в зборі (включаючи частину 15 обсадної труби) у відповідності з варіантом здійснення даного винаходу. Відповідно обсадна труба 70 в зборі розташована суміжно з нагнітальною свердловиною газогенератора ПГВ. Кожна частина 15 обсадної труби 70 в зборі включає транспортну трубу 20 для продуктивного газу при ПГВ, яка має протилежні відкриті кінці для з'єднання з подібними частинами 15, і оболонку 75. Оболонка 75 виконана з поліетилену високої щільності, який має тепломісткість близько 44 МДж / кг і температуру горіння близько 280° С Оболонка 75 з поліетилену високої щільності (HDPE) є гарячекатаним циліндром товщиною близько 10 мм і довжиною близько 1,10 метрів і стягнена на місці навколо труби 20 (покриваючи перфорації 25) затискними кільцями 80 з нержавіючої сталі (тільки деякі з них показані). Затискні кільця 80 забезпечують нерухомість оболонки 75, коли обсадну трубу 70 в зборі вводять в свердловину у вугільному шарі. Три оболонки 75 (з HDPE) натягнені на кожну транспортну трубу 20 для продуктивного газу при ПГВ. Оболонка 75 зупиняє попадання води і сміття в трубу 20 і діє як прискорювач під час запалювання вугільного шару. На фіг.4 в загальному вигляді зображена система 90 виробництва продуктивного газу при ПГВ відповідно до варіанту здійснення даного винаходу. Вугільний шар 95 розташований під покривним шаром 100 і має нагнітальну свердловину 110 та експлуатаційну свердловину 115. Стовбур свердловини / з'єднальний канал 120 підготовчої виробітки проходить крізь вугільний шар 95, з'єднуючи нагнітальну свердловину 110 і експлуатаційну свердловину 115. Обсадна труба 70 в зборі простягаєтся від вогнетривкої ділянки (не показана), суміжної з башмаком 125 нагнітальної свердловини 110, а обсадна труба 50 в зборі проходить від суміжного башмака 130 експлуатаційної свердловини 115. Обсадні труби 50 і 70 в зборі з'єднані разом для утворенням безперервної обсадної труби в зборі. При застосуванні обсадні труб 50 і 70 в зборі розміщують в отворі стовбура 120 свердловини, що має діаметр близько 8,75 дюйма. Транспортна труба 20 для продуктивного газу має такі розміри, щоб було можливо розмістити висувний інструмент запалювання (наприклад інструмент запалювання, який має засіб запалювання, що знаходиться на кінці змотаної трубки). Інструмент запалювання забезпечує джерело тепла для спалювання/розпаду оболонки 75 і займання вугільного шару 95 до витягування в напрямку нагнітальної свердловини 110 (де він може бути використаний, щоб запалити іншу частину вугільного шару 95). Термопари обсадної труби 70 в зборі контролюють температуру в свердловині, і як тільки вугільний шар 95 буде запалено, окислювач вводять в стовбур 120 свердловини крізь гирло 135 нагнітальної свердловини 110. Обсадна труба 70 в зборі, суміжна з нагнітальною свердловиною 110, забезпечує те, що шлях для впорскування окислювача залишається відкритим і вільним, і що вугільний шар може бути запалений / повторно запалений. Обсадні труби 70 і 50 в зборі утримують горизонтальний стовбур 120 свердловини від загального блокування при відшаруванні вугілля і підтримують чистим шлях для потоку окислювача уздовж довжини обсадних труб 70 і 50 в зборі. Оболонки 75 обсадної труби 70 в 7 UA 112881 C2 5 10 зборі близько до зони газифікації будуть просто спалюватися крізь перфорації 25, що забезпечує простоту повторного запалювання крізь ці перфорації 25. Газифікація відбувається в зоні газифікації, яка суміжна із зоною горіння свердловини / газифікатора, а гарячий продуктивний газ тече із зони газифікації і виходить із землі крізь гирло 140 експлуатаційної свердловини 115. Обсадна труба 50 в зборі, яка суміжна з експлуатаційною свердловиною 115 забезпечує те, що шлях до експлуатаційної свердловини 115 для продуктивного газу залишається відкритим і безперешкодним. Таким чином обсадна труба в зборі відповідно до даного винаходу зводить до мінімуму або долає одну або більше проблем, властивих ПГВ. В описі були розкриті переважні варіанти здійснення винаходу, причому винахід не обмежується якимсь одним варіантом здійснення або певним набором ознак. Фахівцям в даній галузі техніки зрозуміло, що, у світлі даного опису, різні модифікації і зміни можуть бути виконані в конкретних варіантах, не відходячи за межі об'єму даного винаходу. 15 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 20 25 30 1. Ланка обсадної труби для застосування під час збирання обсадної труби для підземної газифікації вугілля (ПГВ), що має трубу для транспортування видобутого при ПГВ газу, яка має протилежні відкриті кінці для з'єднання з подібними ланками обсадної труби та одну або більше перфорованих ділянок, розташованих по довжині труби для транспортування видобутого при ПГВ газу між протилежними відкритими кінцями так, що перфоровані ділянки межуються з неперфорованими ділянками, і трубу для транспортування видобутого при ПГВ газу виконано з металу та ланка обсадної труби має горючу оболонку. 2. Ланка обсадної труби за п. 1, в якій трубу для транспортування видобутого при ПГВ газу виготовлено з алюмінію. 3. Ланка обсадної труби за п. 1, в якій горючу оболонку виготовлено з поліетилену високої щільності. 4. Ланка обсадної труби за п. 1 або 3, в якій щонайменше деякі перфоровані ділянки труби для транспортування видобутого при ПГВ газу вкрито горючою оболонкою. 5. Обсадна труба в зібраному стані для підземної газифікації вугілля, що складається з двох або більше з'єднаних одна з другою ланок за будь-яким з пп. 1-4. 8 UA 112881 C2 9 UA 112881 C2 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 10