[发明专利]带有与地层基本电绝缘的导管的限温加热器

权利要求书

1.一种用于加热含烃地层的系统，其包括：

位于地层内开口中的导管，该导管包含铁磁性材料；

位于导管内部的电导体，该电导体在导管的端部或接近导管的端 部与导管电连接，使得该电导体和导管串联电连接和在将电流施加给 系统期间电流在电导体中以基本与导管中电流流动相对的方向流动；

其中，在将电流施加给系统期间，电子的流动基本被由电导体中 电流流动产生的电磁场限制在导管内部，从而使得导管的外表面在25 ℃下处于或接近基本零电势；和

该导管被构造成在将电流施加给系统期间发热并加热地层。

2.权利要求1的系统，其中导管外部基本与地层电绝缘。

3.权利要求1或2的系统，其中导管邻近地层。

4.权利要求1或2的系统，其中导管邻近地层使得导管壁中产 生的热传递到地层。

5.权利要求1或2的系统，其中构造导管以产生系统的大部分 热输出。

6.权利要求1或2的系统，其中导管的外围大于电导体的外围， 和在导管壁中产生的热从导管的外围传递到地层。

7.权利要求1或2的系统，其中导管壁厚为25℃下的铁磁性材 料的至少一个表皮深度。

8.权利要求1或2的系统，其中导管与位于地层中的至少一个 相邻导管电绝缘。

9.权利要求1或2的系统，其中开口具有在地层表面上的第一 位置的第一端部和在地层表面上的第二位置的第二端部。

10.权利要求1或2的系统，其中大部分导管在地层的烃层中基 本水平取向。

11.权利要求1或2的系统，其中电导体沿着导管的长度基本与 导管电绝缘，和电导体在导管的端部附近与导管电连接。

12.权利要求1或2的系统，其中该系统进一步包括一个或多个 定中心器以使导管与电导体电分隔。

13.权利要求1或2的系统，其中构造该导管以在铁磁性元件的 居里温度以下提供第一热输出，构造该导管以大约在和高于铁磁性元 件的居里温度下自动提供第二热输出，并且与第一热输出相比，第二 热输出降低。

14.权利要求1或2的系统，其中电导体是绝缘导体，该绝缘导 体包括在导电外壳内部的导电芯，且在该芯与外壳之间电绝缘。

15.权利要求14的系统，其中芯是铜和外壳是非铁磁性不锈钢。

16.权利要求1或2的系统，其中该系统具有至少2∶1的调节比， 其中所述调节比是对于给定的电流在居里温度以下最高的AC或调制 DC电阻与在居里温度以上最低的电阻的比。

17.权利要求1或2的系统，其中导管具有至少100m的长度并 处于地层的烃层中。

18.权利要求1或2的系统，其中导管具有至少500m的长度并 处于地层的烃层中。

19.权利要求1或2的系统，其中导管具有至少1000m的长度并 处于地层的烃层中。

20.权利要求1或2的系统，其中构造导管以允许流体流过导管 以(a)将导管和系统预热和/或(b)从系统回收热。

21.权利要求1或2的系统，其中电导体是在电导体的端部或端 部附近具有开口的管状导体，构造该开口以允许流体在电导体的内部 与导管之间流动。

22.一种使用权利要求1-21任一项的系统将地下地层加热的方 法，该方法包括将电流提供给导管以向至少一部分地下地层提供热量。

23.权利要求22的方法，其中该地下地层包含烃，该方法进一 步包括使热传递到地层以使得至少一些烃在地层中热解。

24.权利要求22或23的方法，其进一步包括将热的传热流体提 供给导管以向地层提供热量。