用于連續偶極天線的雙軸輸電線路制造技術

一種偶極天線，其可以通過利用非導電磁珠包圍連續導體的一部分，并接著橫跨非導電磁珠向連續導體應用電源來創建。非導電磁珠在導體中不需要中斷或間隙的情況下創建驅動間斷部。電源可以利用各種優選屏蔽構造來連接至或應用至連續導體，這種屏蔽構造包括：同軸或孿軸插入或偏置饋電部、三軸插入饋電部、或雙軸偏置饋電部。第二非導電磁珠可以定位成包圍連續導體的第二部分，以在第一非導電磁珠的任一側上有效地創建兩個幾乎等長的偶極天線部。這些非導電磁珠可以由各種非導電磁性材料組成，并且被預先成形以供環繞導體的安裝，或者在地下應用中環繞導體注入。可以實現碳氫化合物礦的電磁加熱。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及能量傳輸線路。具體來說，本專利技術涉及非常適于傳輸在用于利用諸如油井管道的連續導體作為偶極天線來發送用于加熱的射頻(“RF”)能量的有利裝置和方法中使用的電功率的屏蔽雙軸傳輸線路。
技術介紹
隨著世界標準原油儲備的枯竭，和針對石油的持續需求導致油價上升，石油生產者嘗試從浙青礦、油砂、柏油砂、以及重油沉積物中加工碳氫化合物。這些材料通常在砂或粘土的天然混合物中找得到。因為浙青礦、油砂、油頁巖、柏油砂以及重油的極高粘度，所以在提取標準原油中使用的鉆探和提煉方法通常不可用。因此，從這些沉積物中回收石油需要加熱，以從其它地質材料中分離碳氫化合物并且保持碳氫化合物處于它們將流動的溫度。通常使用蒸汽在已知為蒸汽輔助重力泄油系統(或SA⑶系統)中提供這種熱。電和RF·加熱有時也被采用。加熱和加工可以就地發生，或者在露天開采沉積物之后在另一位置發生。通過現有RF系統來加熱地下重油支承地層因匹配電源(發射器)的阻抗與被加熱的異質材料的阻抗的傳統方法而效率低下，不穩定的加熱導致被加熱材料中的無法接受的熱梯度，電極/天線的低效間距，針對被加熱材料的差電氣耦合，要通過由現有天線發射的能量和因所使用天線形式和頻率而造成的發射頻率來加熱的材料的有限滲透。用于對地下地層中的重油的現有RF加熱的天線通常為偶極天線。美國專利no. 4140179和no. 4508168公開了定位在地下重油沉積物內以加熱那些沉積物的現有偶極天線。偶極天線陣列列已經被用于加熱地下地層。美國專利no. 4196329公開了一種被異相驅動來加熱地下地層的偶極天線陣列列。
技術實現思路
在偶極天線的輸電線路處頻繁生成磁場和電場。一般來說，地下地層中的覆蓋層通常比礦石更導電。由此，通過用于RF加熱的輸電線路向覆蓋層施加電場和磁場可以優選地傳導至該覆蓋層，而非目標地層。本專利技術的一方面是一種用于向連續偶極天線供電的方法。交流電源電連接至變壓器的初級側。第一同軸饋電線的內導體電連接在該變壓器的次級側與線性導體中的驅動間斷部的第一側之間。該第一同軸饋電線包括內導體和外護套。第二同軸饋電線的內導體電連接在該變壓器的次級側與線性導體的驅動間斷部的第二側之間。該第二同軸饋電線包括內導體和外護套。第一和第二同軸饋電線的內導體通過電容器電連接。該變壓器的次級側電連接至第一同軸饋電線的外護套和第二同軸饋電線的外護套。該方法的線性導體可以是連續的，并且該驅動間斷部是非導電磁珠。該非導電磁珠可以包括鐵氧體、磁性氧化物、磁鐵礦、鐵粉、鐵片、硅鋼顆粒、具有表面絕緣體涂層的五羥基戊鐵粉末，或這些中的兩個或更多個的組合。而且，該連續線性導體可以由油井管道組成。本專利技術的另一方面是一種用于向連續偶極天線供電的方法。交流電源電連接至變壓器的初級側。第一同軸饋電線的內導體電連接在該變壓器的次級側與第一線性導體之間。該第一同軸饋電線包括內導體和外護套。第二同軸饋電線的內導體電連接在該變壓器的次級側與第二線性導體之間。該第二同軸饋電線包括內導體和外護套。該第二線性導體通常與第一線性導體平行定位。第一和第二同軸饋電線的內導體通過電容器電連接。該變壓器的次級側電連接至第一同軸饋電線的外護套和第二同軸饋電線的外護套。該方法中的第一線性導體和第二線性導體可以由油井管道組成。本專利技術的另一方面是一種用于向連續偶極天線供電的裝置。該裝置包括具有驅動間斷部的線性導體、交流電源、以及第一同軸饋電線。該第一同軸饋電線包括內導體和外護套。該裝置還包括第二同軸饋電線。該第二同軸饋電線包括內導體和外護套。該裝置還包括具有初級側和次級側的變壓器。該變壓器的初級側電連接至該交流電源。該變壓器的次級側通過第一同軸饋電線的內導體電連接至驅動間斷部的第一側上的線性導體。變壓器的次級側通過第二同軸饋電線的內導體電連接至驅動間斷部的第二側上的線性導體。第一和第二同軸饋電線的內導體通過電容器電連接。變壓器的次級側電連接至第一同軸饋電線的外護套和第二同軸饋電線的外護套。裝置的線性導體可以是連續的，并且驅動間斷部是非導電磁珠。非導電磁珠可以包括鐵氧體、磁性氧化物、磁鐵礦、鐵粉、鐵片、硅鋼顆粒、具有表面絕緣體涂層的五羥基戊鐵粉末，或這些中的兩個或更多個的組合。而且，連續線性導體可以由油井管道組成。本專利技術的又一方面是一種用于向連續偶極天線供電的裝置。該裝置包括第一線性導體；第二線性導體；交流電源，以及第一同軸饋電線。第一同軸饋電線包括內導體和外·護套。該裝置還包括第二同軸饋電線。第二同軸饋電線包括內導體和外護套。該裝置還包括具有初級側和次級側的變壓器。變壓器的初級側電連接至交流電源。變壓器的次級側通過第一同軸饋電線的內導體電連接至第一線性導體。變壓器的次級側通過第二同軸饋電線的內導體電連接至第二線性導體。第一和第二同軸饋電線的內導體通過電容器電連接。變壓器的次級側電連接至第一同軸饋電線的外護套和第二同軸饋電線的外護套。該裝置中的第一線性導體和第二線性導體可以由油井管道組成。根據本公開，將清楚本專利技術的其它方面。附圖說明圖I描繪了典型現有技術偶極天線。圖2描繪了本專利技術的連續偶極天線的一實施例。圖3描繪了因無屏蔽傳輸線路而造成的加熱。圖4描繪了利用油井管道和同軸偏置饋電部的本專利技術的連續偶極天線的實施例。圖5描繪了利用油井管道和孿軸偏置饋電部的本專利技術的連續偶極天線的實施例。圖6描繪了利用SAGD井管道和同軸插入饋電部的本專利技術的連續偶極天線的實施例。圖7描繪了利用SAGD井管道和孿軸插入饋電部的本專利技術的連續偶極天線的實施例。圖8描繪了利用油井管道和三軸插入饋電部的本專利技術的連續偶極天線的實施例。圖9描繪了利用油井管道和雙軸插入饋電部的本專利技術的連續偶極天線的實施例。圖9a描繪了根據圖9的雙軸饋電部的電流。圖9b描繪了利用油井管道和雙軸饋電部的本專利技術的連續偶極天線的另一實施例。圖9c描繪了在表面處具有兩個分離AC源的天線陣列。圖10描繪了本專利技術的連續偶極天線的實施例的電路等效模型。圖11描繪了根據本專利技術的連續偶極天線的示例性磁珠的自阻抗。圖12描繪了根據本專利技術的連續偶極天線的針對連續偶極天線井在時間t=0時的·示例性初始加熱速率圖案。圖13描繪了示例性井的簡化溫度圖。具體實施例方式下面，對本公開的主題進行更全面描述，并且示出了本專利技術的一個或多個實施例。然而，本專利技術可以按許多不同形式具體實施，并且不應視為對在此闡述的實施方式進行限制。相反，這些實施例是本專利技術的示例，其具有通過權利要求書的語言所表明的全部范圍。本專利技術的連續偶極天線提供了一種在導體中采用非導電磁珠而非斷口或間隙的形式的驅動間斷部。由此，本專利技術的連續偶極天線在其中諸如管道的導體必須不包含斷口或間隙并且必須已經放置在用于天線放置的希望地點處或其附近的應用中特別有用。油井就是這種應用。新的或現有油井管道可以利用本專利技術的連續偶極天線，并且非導電磁珠可以被預先成形為環繞油井管道放置，或者環繞管道就地注入。這消除了對分離的天線陣列的需要，和與這種分離的陣列相關聯的各種問題中的一些問題。本專利技術的雙軸傳輸線路可以采用兩個連續同軸線纜，以提供通過覆蓋層的屏蔽的傳輸線，以防止因不必要施加從輸電線路發出的電場和磁場而造成的其中的加熱。連續金屬性同軸護套的壁厚度比RF趨膚深度(skin d印th)大得多，以使磁場和本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.06.22 US 12/820,8141.一種用于向連續偶極天線供電的裝置，該裝置包括 線性導體，該線性導體具有驅動間斷部； 交流電源； 第一同軸饋電線，該第一同軸饋電線包括第一內導體和第一外護套； 第二同軸饋電線，該第二同軸饋電線包括第二內導體和第二外護套；以及 變壓器，該變壓器具有初級側和次級側，變壓器的初級側電連接至交流電源，變壓器的次級側通過第一內導體電連接至驅動間斷部的第一側上的線性導體，并且變壓器的次級側通過第二內導體電連接至驅動間斷部的第二側上的線性導體； 其中，第一內導體和第二內導體通過電容器電連接；并且 變壓器的次級側電連接至第一外護套和第二外護套。2.根據權利要求I所述的裝置，其中，線性導體是連續的，并且驅動間斷部是非導電磁珠。3.根據權利要求2所述的裝置，其中，非導電磁珠由以下至少一種組成鐵氧體、磁性氧化物、磁鐵礦、鐵粉、鐵片、硅鋼顆粒、以及具有表面絕緣體涂層的五羥基戊鐵粉末。4.根據權利要求2所述的裝置，其中，連續線性導體由油井管道組成。5.一種用于向連續偶極天線供電的裝置，該裝置包括 第一線性導體； 第二線性導體； 交流電源； 第一同軸饋電線，該第一同軸饋電線包括第一內導體和第一外護套...

【專利技術屬性】
技術研發人員：F·E·帕斯切，
申請(專利權)人：哈里公司，
類型：
國別省市：