[发明专利]形成具有最终截面积的绝缘导体加热器的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于加热地下地层的系统和方法。更具体地，本发明涉及用于加热地下含烃地层的系统和方法。

背景技术

由地下地层获得的烃通常用作能源、原料和消费产品。对可得烃资源枯竭的担心和对所产生烃整体质量下降的担心已经导致开发更有效采收、处理和/或应用可得烃资源的方法。可以应用原位方法来从地下地层中脱除烃物质，这些烃物质以前应用可获得方法难以接近和/或太昂贵而无法采出。可能需要改变地下地层中烃物质的化学和/或物理特性，以允许烃物质更容易地从地下地层中脱除和/或提高烃物质的价值。所述化学和物理改变可以包括产生可脱除流体的原位反应、地层中烃物质的组成改变、溶解度改变、密度改变、相态改变和/或粘度改变。

在原位方法中可以将加热器放置入井孔中以加热地层。有许多不同类型的可用于加热地层的加热器。应用井下加热器的原位方法的例子在Ljungstrom等人的US2,634,961、Ljungstrom的US2,732,195、Ljungstrom的US2,780,450、Ljungstrom的US2,789,805、Ljungstrom的US2,923,535、Van Meurs等人的US4,886,118和Wellington等人的US6,688,387中有述。

用于地下用途(如在有些用途中加热含烃地层)的矿物绝缘(MI)电缆(绝缘导体)很长，可能具有较大的外径，和与MI电缆工业中典型的情况相比，可能在更高的电压和温度下操作。在生产和/或组装较长长度的绝缘导体时，存在一些可能的问题。

例如，由于绝缘导体中应用的电绝缘体随时间降解，存在可能的电和/或机械问题。在组装绝缘导体加热器的过程中也存在需要克服的电绝缘体的可能问题。在组装绝缘导体加热器的过程中，可能发生问题如芯膨胀或其它机械缺陷。这些问题的发生可能导致使用加热器的过程中的电问题，和有可能使得加热器不能操作用于其目的用途。

另外，在组装和/或安装绝缘导体进入地下的过程中可能存在绝缘导体上应力增加的问题。例如，在用于运输和安装绝缘导体的线轴上缠绕和解绕绝缘导体可能会造成绝缘导体中电绝缘体和/或其它组件上的机械应力。因此，需要更可靠的系统和方法来减少或消除生产、组装和/或安装绝缘导体过程中存在的可能问题。

发明内容

这里描述的实施方案通常涉及用于处理地下地层的系统、方法和加热器。这里描述的实施方案通常还涉及其中具有新组件的加热器。这种加热器可以应用这里所描述的系统和方法获得。

在某些实施方案中，本发明提供一种或多种系统、方法和/或加热器。在一些实施方案中，所述系统、方法和/或加热器用于处理地下地层。

在某些实施方案中，提供一种形成绝缘导体加热器的方法，包括：在至少部分细长圆筒状内导体上放置绝缘层；在至少部分绝缘层上放置细长圆筒状外导体以形成绝缘导体加热器；对绝缘导体加热器实施一个或多个冷加工/热处理步骤，其中所述冷加工/热处理步骤包括：冷加工绝缘导体加热器以将绝缘导体加热器的截面积减小至少约30％；和在至少约870℃的温度下热处理绝缘导体加热器；和将绝缘导体加热器的截面积减小约5-15％至最终截面积。

在某些实施方案中，提供一种形成绝缘导体加热器的方法，包括：使第一套管材料绕芯形成管，其中所述第一套管材料的纵向边沿第一套管材料管的长度至少部分重叠；向至少部分第一套管材料管内提供电绝缘粉末；使第二套管材料绕第一套管材料形成管；和将第二套管材料管的外径减小至绝缘导体加热器的最终直径。

在某些实施方案中，提供一种形成绝缘导体加热器的方法，包括：使第一套管材料绕芯形成管，其中在第一套管材料的纵向边之间沿第一套管材料管的长度存在间隙；向至少部分第一套管材料管内提供电绝缘粉末；使第二套管材料绕第一套管材料形成管；和将第二套管材料管的外径减小至绝缘导体加热器的最终直径，从而第一套管材料的纵向边沿第一套管材料管的长度彼此接近或基本相邻。

在另一些实施方案中，特定实施方案的特征可以与其它实施方案的特征组合。例如，一个实施方案的特征可以与任何其它实施方案的特征组合。

在另一些实施方案中，应用这里描述的任何方法、系统、电源或加热器处理地下地层。

在另一些实施方案中，可以为这里所述的具体实施方案添加附加特征。

附图说明

通过结合附图参考如下本发明的优选但只为描述性的实施方案的详细描述，可以更完全地理解本发明方法和设备的特征和优点。