[其他]加熱速率可變的細長的電阻加熱器

無效

• 申請號: 85109006
• 申請日: 1985-12-09
• 公開（公告）號: CN85109006A
• 公開（公告）日: 1987-06-24
• 發明（設計）人: 科尼利斯·弗朗西克斯·亨利·萬·埃蒙德;彼得·萬米斯
• 申請（專利權）人: 國際殼牌研究有限公司
• 主分類號: H05B3/40
• 分類號: H05B3/40;E21B36/04
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 楊曉光

本發明涉及一種加熱細長的空間或區域（有細長的加熱器）的方法和裝置。更具體地說，本發明涉及加熱細長的地下井道的電阻加熱器，它能在井道的不同深度以不同的速率加熱。

大家知道，使用細長的加熱器，例如井道加熱器，來加熱地下巖層的區間，管道的內部，或其它細長的空間是有益的。在許多情況下，人們希望以相對高的溫度較長時間地加熱這樣的空間。這樣加熱所獲得的有益的結果包括：油頁巖層的熱分解;焦化石油以固化未凝固的儲層。焦化石油在儲層中以形成可作為電極的導電碳化區，把從油或柏油中衍生的碳氫化合物的熱量轉移到生產區;防止形成水合物，沉淀物或液流中的類似物質，這些物質是在井中產生的和/或通過管道或類似裝置傳輸的。

本發明的目的在于提供一種加熱設備，它能在井的不同深度以不同的速率產生熱。

根據本發明提供了一種延伸的導電體，它是連續的整體的，并且在沿其長度上的不同位置具有不同的粗細，因此，當沿均一介質傳導電流時，此導體可在其長度上的不同位置以不同的速率產生熱量。

在一最佳實施方案中，導電體包括一單一的有展延性的金屬芯體，它被固態絕緣材料圍在一金屬殼內。至少有一部分芯體綜合了粗細和單位長度的電阻的關系，因此，當將其置于一均一介質中并以選定的速率傳導電流時，它能以選定的速率產生并傳輸熱量。至少有另一部分芯體比上述部分細一些，因此，當將其置于同一均一介質中并以同樣速率傳導電流時，它能以一選定的較高速率產生并傳輸熱量。

根據本發明的另一構思，提供了在井中利用這種導體加熱一細長空間的方法。因此，在其長度上的不同位置粗細不同的導電體沿著要加熱的井道延伸。此導電體的較粗和較細部分是這樣排列的，至少有一較細部分要沿著一部分加熱的井道放置，這一部分井道中導熱率等于或高于沿此井的其它部分的導熱率。而后，一電流流過該導體。

在一最佳方法中，所用的導電體是一具有單一導電芯體的電纜，此芯體由有展延性的金屬制成并被固體絕緣材料圍在一金屬殼內。通過對電纜和芯體的壓縮，至少有一部分芯體的粗細減少了一定的量，此減少量與在要加熱的空間中，產生熱量或溫度的速率有關，使在這空間中在不同的位置速率有所不同。

下面參照附圖更詳細地解釋本發明。在附圖中：

圖1????是適用于本發明的包括有鍛造和未鍛造部分的導電電纜的三維示圖。

圖2????是根據本發明在井中安裝一電阻加熱器的略圖。

圖3????給出了一個金屬殼絕緣供電電纜和可作為本發明加熱元件的金屬殼絕緣電纜間的接頭。

圖4和圖5????示出了適用于本發明的一對金屬殼礦物絕緣的加熱電纜的導電芯體的電氣連接接頭。

圖6????給出了適用于本發明的電源電路。

至少本發明部分地以這樣一個發現為前提，即一導電體的特性（例如包含一單一銅芯的金屬殼固體材料絕緣導電電纜）是這樣的，對它的金屬殼外部壓鍛的結果，通過絕緣層傳到電纜的芯體，使這些部件中的每一個截面積基本上同時減少了同樣的相對量。可以控制電纜芯體截面積的減少來使電纜的鍛造部分在單位時間內產生的熱量較未鍛造部分高得多，即使在較低溫度時也是如此。

在本發明的一最佳實施方案中，這一鍛造是由旋轉鍛造來完成的，就是用旋轉模具所施加的多次打擊來擠壓電纜。旋轉鍛造裝置和技術是已知的并可買到。這種機器通常包括兩個模具，它們安裝在一主軸上迅速地往復運動，而此主軸則是在旋轉中。一擠壓旋轉鍛造操作包括鍛打動作，它同鍛造一樣，在金屬上形成同樣的有益物質。它產生所希望的晶粒結構，導致抗拉強度和彈性的增加。冷（溫度上）鍛的目的是使大多數金屬材料變硬，如果希望的話，通過退火，能使這種堅硬變得更有韌性。

在一旋轉鍛造操作中，可以非常精確地控制被鍛材料截面積減小的程度。例如，由于金屬殼固體材料絕緣銅芯導電電纜在旋轉鍛造過程中相當于固體材料，因此，直徑為大約0.68cm到1.25cm的這樣一根電纜可以被鍛成小直徑，其精度大約為±0.0025cm。

圖1示出了推薦用于本發明中的一根電纜的鍛造與未鍛造部分。在圖示電纜中，一不銹鋼殼2圍著一礦物質絕緣體3，此絕緣體由氧化鎂的高度壓縮微粒組成，基本上由純鋼制成的一固體導電芯體4被絕緣體和殼同心地圍在中間，在圖示類型的電纜中，殼2的內徑和外徑分別是7.25mm和9mm，芯體4的直徑是3mm，在未鍛造部分，當傳輸180A的交流電流時，電纜可產生大約600℃的溫度。然而，在電纜的鍛造過的部分，直徑已減小16%，當在同樣的介質中傳導同樣大小的電流時，產生的溫度約為850℃。