[发明专利]用于对地下地层进行加热的温度受限加热器

权利要求书

1.一种系统，该系统被构造成能对地下地层的至少一部分进行加热，这种系统包括：

电源，该电源被配置成能提供调制直流电(DC)；以及

加热器部分，该加热器部分包括一个或多个电导体，所述的一个或多个电导体与电源电耦合，且被构造成能被放置在地层中的井孔内，这些电导体中的至少一个电导体包括铁磁材料；

其中，加热器部分(a)当电流被施加到加热器部分时，在选定温度以下，提供热输出，(b)在使用期间，大约在选定温度和该选定温度以上，提供减小的热输出，以及(c)具有的调节比至少为1.1比1。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，电源是可变频率的调制直流电电源。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，电源被配置成能提供矩形波调制直流电。

4.根据权利要求1-3之一所述的系统，其特征在于，电源被配置成能提供呈预先成形的波形的调制直流电，所述的预先成形的波形被形成至少部分地补偿电导体中的谐波失真和/或相位偏移。

5.根据权利要求1-4之一所述的系统，其特征在于，当电流被施加到加热器部分时，该加热器部分提供：(a)第一热输出，当加热器部分处于选定温度以下时，(b)低于第一热输出的第二热输出，当加热器部分处于选定温度和该选定温度以上时。

6.根据权利要求1-5之一所述的系统，其特征在于，当电流被施加到加热器部分时，该加热器部分提供：(a)第一热输出，当加热器部分在100℃之上、200℃之上、400℃之上或500℃之上或600℃之上并在所选定温度之下时，(b)低于第一热输出的第二热输出，当加热器部分在所选定温度和在该选定温度之上时。

7.根据权利要求1-6之一所述的系统，其特征在于，在选定温度附近或该选定温度以上，加热器部分自动地提供减小的热输出。

8.根据权利要求1-7之一所述的系统，其特征在于，加热器部分的至少一部分可放置成接近于地层中的烃类材料，以便把至少一些烃类材料的温度升高至热解温度或该热解温度以上。

9.根据权利要求1-8之一所述的系统，其特征在于，系统被构造成，当接近所述加热器部分的热负荷减小1瓦特/米时，在选定的工作温度之上或附近，该系统的工作温度增加至多1.5℃。

10.根据权利要求1-9之一所述的系统，其特征在于，加热器部分被构造成，在选定温度附近或该选定温度之上时，能提供减小的热量，减小的热量至多为在所述选定温度之下50℃的热输出的10％。

11.根据权利要求1-10之一所述的系统，其特征在于，系统还包括非铁磁材料，该非铁磁材料与铁磁材料相耦合，且该非铁磁材料具有比铁磁材料要高的导电性。

12.根据权利要求1-11之一所述的系统，其特征在于，所选定的温度大约为铁磁材料的居里温度。

13.根据权利要求1-12之一所述的系统，其特征在于，在选定温度和该选定温度以上，加热器部分的电阻减小了，从而加热器部分在选定温度以上提供减小的热输出。

14.根据权利要求1-13之一所述的系统，其特征在于，电源被配置成能提供相对恒定量的电流，当电导体的负荷发生变化时，所述的电流保持在所选定的恒定电流值的15％范围内、10％范围内或5％范围内。

15.根据权利要求1-14之一所述的系统，其特征在于，电导体中的至少一个电导体的长度为至少10米、至少50米、至少100米、至少300米、至少500米或至少1千米。

16.根据权利要求1-15之一所述的系统，其特征在于，系统被用于对地下地层进行加热的方法中，该方法包括：

把电流施加到加热器部分上，以便提供电阻热输出；以及

允许热量从加热器部分传递到地下地层的一部分。

根据权利要求16所述的系统，其特征在于，所述方法还包括允许热量从加热器部分传递到地下地层的一部分，以便对地层中的至少一些烃类物质进行热解。