[发明专利]电隔离绝缘导体加热器

说明书

技术领域

本发明总体涉及用于从例如含烃地层的各种地下地层中产出烃类、氢和/或其他产物的加热方法和加热系统。

背景技术

从地下地层获得的烃类通常用作能源、用作原料、以及用作消费品。对可用烃资源衰竭的关注和对产出烃类的总体质量下降的关注导致开发出用于更有效地回收、处理和/或使用可用烃资源的方法。就地处理过程可用于从地下地层移出烃材料。可能需要改变地下地层中的烃材料的化学和/或物理性能以使烃材料更容易从地下地层移出。化学和物理变化可包括地层中烃材料的生成可移出流体的就地反应、成分变化、溶解度变化、密度变化、相变和/或粘度变化。流体可以是，但是不限于气体、液体、乳状液、浆液和/或具有与液体流类似的流动特性的固体颗粒流。

井眼可形成在地层中。在一些实施例中，套管或其它管道系统可设置或形成在井眼中。在一些实施例中，膨胀管可用于井眼中。加热器可设置在井眼中以在就地处理过程中加热地层。

在授予Ljungstrom的美国专利2,923,535和授予Van Meurs等人的美国专利4,886,118中描述了将热施加至油页岩地层。热可施加至油页岩地层以热解油页岩地层中的油母。热还可使地层断裂以提高地层的渗透性。增强的渗透性可使地层流体行进到生产井，在所述生产井流体从油页岩地层中移出。在由Ljungstrom公开的一些过程中，含氧气体介质被引入可渗透层，优选地在所述含氧气体介质由于预加热步骤而仍然是热的情况下被引入，以引发燃烧。

热源可用于加热地下地层。电加热器可用于通过辐射和/或传导加热地下地层。电加热器可通过电阻方式加热元件。授予Germain的美国专利2,548,360、授予Eastlund等人的美国专利4,716,960和授予Van Egmond的美国专利5,065,818描述了一种设置在井眼中的电加热元件。授予Vinegar等人的美国专利6,023,554描述了一种设置在套管中的电加热元件。加热元件产生辐射能，辐射能加热套管。

授予Van Meurs等人的美国专利4,570,715描述了一种电加热元件。所述加热元件具有导电芯部、包围的绝缘材料层和包围的金属套。导电芯部可具有在高温下相对低的电阻。绝缘材料可具有在高温下相对高的电阻、压缩强度和热传导性能。绝缘层可阻止从芯部向金属套的电弧放电。金属套可具有在高温下相对高的拉伸强度和抗蠕变性能。授予Van Egmond的美国专利5,060,287描述了一种具有铜镍合金芯部的电加热元件。

加热器可由锻不锈钢制造。授予Maziasz等人的美国专利7,153,373和Maziasz等人的美国专利申请公开US 2004/0191109描述了用作铸造显微结构或细化晶粒板和薄片的改性237不锈钢。

如上面所概述的，已经对开发用于从含烃地层经济地产出烃类、氢和/或其它产品的加热器、方法和系统付出了大量的努力。但是目前仍存在很多不能从其中经济地产出烃类、氢和/或其它产品的含烃地层。因而，仍需要改进的加热方法和系统以从各种含烃地层中产出烃类、氢和/或其它产品。

发明内容

在此所描述的实施例总体涉及用于处理地下地层的系统、方法和加热器。在此所描述的实施例还总体涉及其内具有新颖部件的加热器。这种加热器可通过使用在此所描述的系统和方法获得。

在某些实施例中，本发明提供了一种或多种系统、方法和/或加热器。在一些实施例中，所述系统、方法和/或加热器用于处理地下地层。

在某些实施例中，本发明提供了一种用于地下地层的加热系统，包括：导电体；至少部分地围绕所述导电体的绝缘层；和包括铁磁材料的护套，所述护套至少部分地围绕所述绝缘层，其中，在所述导电体导电并且所述护套的温度在铁磁材料的居里温度以下的同时，所述护套的外表面构造为几乎没有或没有电势。

在另外的实施例中，特定实施例的特征可与其它实施例的特征结合。例如，一个实施例的特征可以与其它实施例中任一个的特征结合。

在另外的实施例中，利用在此所述的任何方法、系统或加热器处理地下地层。

在另外的实施例中，附加特征可添加到在此所述的特定实施例中。

附图说明

根据下述详细描述的有益效果和参照附图，本发明的优点对本领域的技术人员来说可变得显而易见，附图中：

图1描述了加热含烃地层的各阶段的图示。

图2显示了用于处理含烃地层的就地热处理系统的一部分的一个实施例的示意图。