[发明专利]用于连接绝缘导体的压配合联接接头

说明书

技术领域

本发明涉及用于加热器元件中使用的绝缘导体的系统。更特别地，本发明涉及用于将绝缘导体电缆接合在一起的适配接头。

背景技术

从地下地层获得的烃通常用于能源、原料和消费品。由于对可用烃源用尽的关注和对生产的烃的整体质量下降的关注，已经引起对更高效地开采、处理和/或利用可用烃源的工艺进行开发。就地工艺可用于从之前不可进入和/或使用可用方法提取太昂贵的地下地层分离出烃材料。可能需要改变地下地层中烃材料的化学和/或物理性能来使烃材料更易于从地下地层分离出，和/或提高烃材料的价值。化学和物理变化可包括地层中烃材料的产生可分离出的流体的就地反应、组分变化、溶解度变化、密度变化、相变和/或粘度变化。

加热器可放置在井筒中，用于在就地工艺中加热地层。存在很多不同类型的可用于加热地层的加热器。利用井下加热器的就地工艺的示例示出在授予Ljungstorm的美国专利No.2,634,961；授予Ljungstorm的美国专利No.2,732,195；授予Ljungstorm的美国专利2,780,450；授予Ljungstorm的美国专利2,789,805；授予Ljungstorm的美国专利2,923,535；授予Van Merus等人的4,886,118；和授予Wellington等的美国专利6,688,387中。

用于地下应用中例如在一些应用中加热含烃地层的矿物绝缘（MI）电缆（绝缘导体）较长，可具有更大的外径，并且可在比MI电缆行业中通常的电压和温度更高的电压和温度下操作。在长度长的绝缘导体的制造和/或装配过程中存在很多潜在的问题。

例如，存在潜在的由于用于绝缘导体中的电绝缘体随时间劣化而造成的电和/或机械问题。还存在在绝缘导体加热器的装配过程中需要克服的与电绝缘体相关的潜在问题。例如芯鼓起或其他机械缺陷等问题可能在绝缘导体加热器装配过程中发生。发生这样的情况可能在加热器使用过程中导致电问题，并且可能使得加热器不能用于其预期目的。

另外，对于地下应用，可能需要将多个MI电缆连接来使MI电缆具有足够的长度，以到达高效加热地下需要的深度和距离，并且连接具有不同功能的节段，例如连接到加热器部分的引入电缆。这样的长加热器还需要较高的电压来将足够的功率提供到加热器的最远端。

传统的MI电缆接合接头设计通常不适用于高于1000伏，高于1500伏或高于2000伏的电压，并且在高温下，例如高于650℃（约1200℉）、高于700℃（约1290℉）或高于800℃（约1470℉）的高温下，不可能长时间操作而没有故障。这样的高压、高温应用通常需要接合接头中的矿物绝缘材料的密实度尽可能接近或高于绝缘导体（MI电缆）自身中的密实度水平。

用于一些应用的MI电缆的相对大的外径和长的长度需要电缆在水平取向时接合。存在用于MI电缆的其它应用的接合接头，它们水平地制备。这些技术通常使用小孔，矿物绝缘材料（例如氧化镁粉）通过所述小孔填充到接合接头中，并且通过振动和捣紧来稍微压实。这样的方法没有提供矿物绝缘材料的充分压实，或甚至不允许矿物绝缘材料的任何压实，并且不适用于制造在这些地下应用所需的高压下使用的接合接头。

因而，需要绝缘导体的接合接头，其非常简单，但是可在地下环境中长时间在高压和高温下操作而没有故障。另外，接合接头可能需要更高的抗弯曲和抗拉强度，以抑制接合接头在电缆在地下可能经受的重力载荷和温度的作用下发生故障。也可利用减小接合接头中的电场强度的技术和方法，以使接合接头中的漏电流减小，以及增大运行电压和击穿电压之间的差值。减小电场强度可有助于提高接合接头的电压和温度运行范围。

另外，在绝缘导体装配和/或安装到地下的过程中，可能存在绝缘导体上的增大应力的问题。例如，在用于运输和安装绝缘导体的卷轴上卷绕和展开绝缘导体可在绝缘导体上或绝缘导体中的其他部件上产生机械应力。因而，需要更可靠的系统和方法来在绝缘导体的制造、装配和/或安装过程中降低或消除潜在的问题。

发明内容

本文所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。本文所述的实施例还总体涉及其中具有新颖部件的加热器。这样的加热器可通过使用本文所述的系统和方法获得。

在一些实施例中，本发明提供一个或多个系统、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。