[发明专利]用于使绝缘导体相耦联的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于在加热器元件中使用的绝缘导体的系统。更尤其是，本发明涉及将绝缘导体电缆拼接到一起的适配接头。

背景技术

从地下岩层获取的烃通常用作能源、原料和消费品。对可利用烃资源枯竭的担忧以及对所生产的烃总体质量下降的担忧已经引起对用于可利用烃资源更高效回收、加工和/或使用的工艺的开展。现场工艺可用来从地下岩层中采收烃材料，这些地下岩层在之前使用现有的方式进行抽取可能是难以实现和/或成本太高的。地下岩层中的烃材料的化学性质和/或物理性质可能需要改变，以便更容易地从地下岩层中开采烃材料和/或增大烃材料的价值。化学变化和物理变化可包括产生可开采流体的现场反应、岩层中烃材料的组成变化、可溶性变化、密度变化、相变和/或粘度变化。

加热器可放置在井眼中，以在现场工艺期间加热岩层。存在许多不同类型的用于加热岩层的加热器。运用井下加热器的现场工艺的例子显示在Ljungstrom的美国专利No.2,634,961；Ljungstrom的美国专利No.2,732,195；Ljungstrom的美国专利No.2,780,450；Ljungstrom的美国专利No.2,789,805；Ljungstrom的美国专利No.2,923,535；VanMeurs等的美国专利No.4,886,118；和Wellington等的美国专利No.6,688,387中。

用于地下应用、例如在某些应用中用于加热含烃地层的矿物绝缘（MI）电缆（绝缘导体）较长，可能具有较大的外径，并且在比矿物绝缘电缆工业中通常更高的电压和温度下工作。在制造和/或组装这些长绝缘导体过程中存在许多潜在问题。

例如，由于用于绝缘导体中的电绝缘体随着时间逐渐老化，存在潜在的电气和/或机械故障。在组装绝缘导体加热器的过程中，电绝缘体也存在需要克服的潜在问题。诸如芯隆起或其他机械缺陷问题可能会在组装绝缘导体加热器的过程中出现。在使用加热器的过程中可能引起电气问题发生，并可能会潜在地使加热器不能实施其预定目的。

另外，对于地下应用，可能需要耦联多根矿物绝缘电缆来使矿物绝缘电缆具有足够的长度，以便到达进行地下高效加热所需的深度和距离，以及以便与带有不同功能的区段相联，例如耦联至加热器部分的引入电缆。这种长的加热器还需要较高的电压，以向加热器的最远端提供足够电力。

传统矿物绝缘电缆接头结构通常不宜用于1000伏以上、1500伏以上或2000伏以上的电压，并且在高温下不能长期无故障地工作，例如650℃（约1200℉）以上，700℃（约1290℉）以上，或800℃（约1470℉）以上。这种高电压高温应用通常需要将接头中的矿物绝缘物压制得尽可能接近绝缘导体（矿物绝缘电缆）本身的压实水平，或者压制得超过绝缘导体（矿物绝缘电缆）本身的压实水平。

对于某些应用所需的具有较大外径和较长长度的矿物绝缘电缆，需要拼接电缆，同时将其水平定向。对于水平制造的矿物绝缘电缆的某些应用存在接头。这些技术通常使用一小孔，通过该小孔，将矿物绝缘物（例如氧化镁粉末）填充到接头中，并通过振动和夯实而将矿物绝缘物稍微压实。这些方法没有提供对矿物绝缘物的充分压实，或者甚至允许矿物绝缘物的任何程度的压实，这些方法不适于制作进行这些地下应用所需的、高电压下所用的接头。

因而，存在对绝缘导体的具有如下特点的接头的需要，即：所述接头简单，而且可以在地下环境中的高电压、高温下长时间无故障地工作。另外，接头可能需要较高的弯曲强度和拉伸强度，以防止接头在电缆可能在地下承受的重量载荷和温度下出现故障。也可以利用技术和方法来减少接头中的电场强度，以减少接头中的泄漏电流，增大工作电压和电击穿之间的余量。减少电场强度，有助于增大接头的电压和温度工作范围。

另外，在将绝缘导体组装和/或安装到地下的过程中绝缘导体上的应力的增加也可能存在问题。例如，在用来输送和安装绝缘导体的线轴上缠绕和解卷绝缘导体可能引起绝缘导体中的电绝缘体和/或其他部件上的机械应力。因而，需要更可靠的系统和方法来减少或消除绝缘导体制造、组装和/或安装过程中存在的潜在问题。

发明内容

在此所述的实施例总体上涉及用于处理地下岩层的系统、方法和加热器。在此所述的实施例总体上还涉及其中具有新颖部件的加热器。利用在此所述的系统和方法可以获得这种加热器。