[发明专利]高温长距离地下区间加热方法和装置

权利要求书

1、加热穿过地下地层的一段井孔的方法包括：

设置至少一根加热电缆，它主要包含：(a)有较低的电阻率的导电中央芯线，(b)围绕所述芯线的由压实的不导电热稳定材料固体颗粒块构成的绝缘层及(c)围绕上述芯线和绝缘层的金属护套，它具有相当好的抗软化的特性和抗拉强度，

所述加热电缆为加热器提供热量，

其特征在于：使所述加热器在井孔中定位，以使加热器沿被放置在加热地层区段，同时与流进和流出被加热地层的流体隔离；而且

加电压使加热器运行，所加电压应足以沿加热器产生约600℃至1000℃的温度，以便以所述基本均匀速率进行热量注入，热量注入的速率根据相邻地层的导热率而定。

2、按权利要求1所述的方法，其中被加热区段至少有60米长。

3、按权利要求1所述的方法，其中加热器设置在以流体密封方式围绕加热器的井孔内。

4、按权利要求1所述的方法，其特征在于所述加热电热电缆被卷绕着，并从至少一个卷绕装置送入井孔内。

5、按权利要求1所述的方法，其特征在于所述加热器沿其长度至少包含这样的一部分：其中单位长度电阻不同于加热器的至少另外一段的上述电阻。

6、按权利要求1所述的方法，其特征在于加热区段至少有一部分的加热速率通过至少安放至少一根附加加热电缆而得到增加，该附加电缆平行于至少一根其它的电缆。

7、按权利要求3所述的方法，其特征在于加热器和井孔是通过下列步骤设置的：

在井孔内安装的不渗透液体的耐热空心管道，它贯穿被加热区段并在底端得到封闭，它的布置能基本上防止井孔内部与被加热地层之间出现任何液体流动。

把一个导向柱部件移入所述管道，该导向柱的底部加有重物以使它保持挺直，并将它拉过管道;

把上述加热电缆的下井孔端连接到所述导向部件，把加热电缆卷绕在围绕导向部件的鼓筒上，并将其上井孔端连接到所述的电源电缆上。

在上述导向部件移入管道的同时，从鼓筒上移掉卷绕着的加热电缆圈，从而使电缆螺旋地围绕导向部件，并由导向部件降落到围绕着它们的管道内，当所述导向部件的移入中止时，向下方向的张力得以释放，电缆转而靠在围绕着它们的管道壁上，并靠摩擦沿壁得到支撑。

继续把导向部件和加热器电缆移入管道，直到加热器电缆被移到紧邻被加热地层区段的位置。

8、按权利要求7的所述方法，其特征在于所述导向管是可卷绕不锈钢管，其连接使它和电缆的长度较大部分在这些部件热膨胀时由于重量承载部件的底部停靠在容纳它们的管道底部上而受到压力负载。

9、井孔加热器包括：

至少一根加热电缆，它包括含有较低电阻的导电金属芯线;围绕芯线并有较高热稳定性和电阻的压实无机物颗粒绝缘体;围绕芯线和绝缘体并具有较高热稳定性和抗拉强度的金属护套，

至少一根加热段，它在一段井孔内伸延并包含至少一根所述电缆;

至少一个低温段，它包含至少一根热稳定电缆，其芯线、绝缘物和护套材料至少大体上与所述加热电缆相同，但其芯线横截面积和电阻的组合配比使其在所加的电压下产生比所述加热电缆产生的热量少得多的热量，所述低温段的连接使其能从离所述加热电缆足够远的上井孔位置向加热电缆提供电力，并产生远低于加热电缆附近处的温度，

其特征在于所述加热器还包括：支承加热电缆的支承装置，它使得加热电缆定位于紧邻被加热地层的位置，并保持与流入和流出这些地层的流体相隔离，以及

在所述选定电压下向所述加热电缆输送电力输送装置。

10、按权利要求9所述的井孔加热器，其特征在于加热电缆芯线横截面积和电阻的组合配比是参照导热率与沿所述被加热地层区段的距离的分布方式设置的，以使平均电阻随沿加热器的距离的局部增加和减少具有与相邻地层的导热率的局部增加和减少的相对幅度和位置相关的相对幅度和位置。

11、按权利要求10所述的井孔加热器，其特征在于电缆是可卷绕的，并包含（a）其电阻至少大体上象基本纯铜一样低的导电芯线;（b）围绕所述芯线的绝缘体，它有至少大体上相当于压实的氧化镁粉块的电阻、抗压强度和导热率;（c）围绕所述芯线的金属护套，其直径和壁厚能提供至少大体上等于316不锈钢的抗拉强度、抗蠕变和软化特性。