[發(fā)明專(zhuān)利]用于絕緣導(dǎo)線的一體式接合頭

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201280049350.6
• 申請(qǐng)日: 2012-10-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103987915B
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: G·L·赫雷拉;T·A·克蘭尼;R·A·謝弗;D·阿羅拉;J·M·諾埃爾
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 國(guó)際殼牌研究有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): E21B43/00
• 分類(lèi)號(hào): E21B43/00;H01R13/40
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 趙培訓(xùn)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于加熱器元件中的絕緣導(dǎo)線的系統(tǒng)。更特別地，本發(fā)明涉及將絕緣導(dǎo)線電纜和/或引入電纜接合在一起的附件。

背景技術(shù)

從地下地層獲得的烴通常用作能源、原料和消費(fèi)品。對(duì)可利用烴資源枯竭的擔(dān)憂以及對(duì)所生產(chǎn)的烴整體質(zhì)量下降的擔(dān)憂已引起對(duì)用于可利用烴資源更高效地采收、加工和/或使用的工藝的開(kāi)展。原地法可用來(lái)從以前無(wú)法觸及到和/或利用現(xiàn)有的方法進(jìn)行抽取成本特別高的那些地下地地層開(kāi)采烴材料。可能需要改變地下地層中的烴材料的化學(xué)性質(zhì)和/或物理性質(zhì)，以便更容易地從地下地層中開(kāi)采烴材料和/或提高烴材料的價(jià)值。化學(xué)變化和物理變化可包括產(chǎn)生可開(kāi)采流體的原地反應(yīng)、地層中烴材料的組成變化、可溶性變化、密度變化、相變和/或粘度變化。

可將加熱器放置在井眼中，以在原地法期間加熱地層。可用來(lái)加熱地層的加熱器有很多不同類(lèi)型。運(yùn)用井下加熱器的原地法的例子顯示在Ljungstrom的美國(guó)專(zhuān)利號(hào)2,634,961、Ljungstrom的美國(guó)專(zhuān)利號(hào)2,732,195、Ljungstrom的美國(guó)專(zhuān)利號(hào)2,780,450、Ljungstrom的美國(guó)專(zhuān)利號(hào)2,789,805、Ljungstrom的美國(guó)專(zhuān)利號(hào)2,923,535、Van?Meurs等的美國(guó)專(zhuān)利號(hào)4,886,118以及Wellington等的美國(guó)專(zhuān)利號(hào)6,688,387中。

用于地下應(yīng)用的礦物隔離(MI)電纜(絕緣導(dǎo)線)較長(zhǎng)，可能具有較大的外徑，例如在某些應(yīng)用中加熱含烴地層，并且可以在比礦物隔離電纜工業(yè)中典型的電壓和溫度高的電壓和溫度下運(yùn)行。但是，在制造和/或組裝長(zhǎng)絕緣導(dǎo)線的過(guò)程中存在許多潛在問(wèn)題。

例如，由于隨著時(shí)間的流逝用于絕緣導(dǎo)線中的電絕緣體逐漸老化，存在潛在的電氣故障和/或機(jī)械故障。在組裝絕緣導(dǎo)線加熱器的過(guò)程中，也存在電絕緣體需要克服的潛在問(wèn)題。在絕緣導(dǎo)線加熱器組裝期間，可以出現(xiàn)諸如芯部隆起或其它機(jī)械缺陷的問(wèn)題。在加熱器使用期間，這可能導(dǎo)致電氣問(wèn)題，可能潛在地使加熱器不能實(shí)行其預(yù)定目的。

另外，對(duì)于地下應(yīng)用，需要連接多個(gè)礦物隔離電纜，使礦物隔離電纜的長(zhǎng)度足以達(dá)到高效地加熱地下和連接不同功能的片段(例如連接于加熱器部分的引入電纜)所需的深度和距離。這樣長(zhǎng)的加熱器也需要高壓而為加熱器的最遠(yuǎn)端提供足夠的功率。

傳統(tǒng)礦物隔離電纜接合結(jié)構(gòu)通常不適于1000伏以上、1500伏以上或2000伏以上的電壓，并且在高溫下不能長(zhǎng)時(shí)間無(wú)故障地工作，例如在650℃(大約1200°F)、700℃(大約1290°F)、或800℃(大約1470°F)以上的高溫下。這種高壓高溫應(yīng)用通常需要將接合頭中的礦物絕緣材料盡可能緊密地壓制到絕緣導(dǎo)線(礦物隔離電纜)本身的壓實(shí)程度或壓制到高于絕緣導(dǎo)線本身的壓實(shí)程度。

對(duì)于某些應(yīng)用，直徑較大、較長(zhǎng)的礦物隔離電纜需要在水平定向的同時(shí)將這些電纜接合。對(duì)于礦物隔離電纜的其它應(yīng)用，已經(jīng)水平地制造了接合頭。這些技術(shù)通常使用一小孔，礦物絕緣材料(例如氧化鎂粉末)通過(guò)該小孔裝填到接合頭中，并通過(guò)輕微振動(dòng)和夯實(shí)而壓實(shí)。這種方法不能充分壓實(shí)礦物絕緣材料，甚至對(duì)礦物絕緣材料沒(méi)有任何壓實(shí)，不適于制造用于這些地下應(yīng)用所需的高壓的接合頭。

因而，需要一種簡(jiǎn)單、但能在地下環(huán)境的高壓高溫下長(zhǎng)時(shí)間無(wú)故障工作的絕緣導(dǎo)線接合頭。另外，接合頭需要較高的彎曲強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度，以防止接合頭在電纜在地下可能承受的重量載荷和溫度下失效。也可以采取手段和方法減少接合頭上的電場(chǎng)強(qiáng)度，以便減少接合頭上的泄漏電流，增加工作電壓和電擊穿之間的裕度。減少電場(chǎng)強(qiáng)度有助于增加接合頭的工作電壓范圍和工作溫度范圍。

另外，在將絕緣導(dǎo)線組裝和/或安裝到地下的過(guò)程中，可能出現(xiàn)絕緣導(dǎo)線上的應(yīng)力增大的問(wèn)題。例如，絕緣導(dǎo)線在用于輸送和安裝絕緣導(dǎo)線的線軸上的纏繞和展開(kāi)可能導(dǎo)致絕緣導(dǎo)線的電絕緣體和/或其它部件上產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力。因而，需要更可靠的系統(tǒng)和方法來(lái)減少或消除制造、組裝和/或安裝絕緣導(dǎo)線的過(guò)程中的潛在問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

在此所述的實(shí)施例總體上涉及用于處理地下地層的系統(tǒng)、方法和加熱器。在此所述的實(shí)施例總體上還涉及其中具有新穎性部件的加熱器。利用在此所述的系統(tǒng)和方法可以獲得這種加熱器。

在某些實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種或多種系統(tǒng)、方法和/或加熱器。在有些實(shí)施例中，所述系統(tǒng)、方法和/或加熱器用于處理地下地層。