[发明专利]地下电热加热系统和方法

说明书

对相关申请的交叉参考

本申请是于2004年7月29日提交的序号为No.10/909,233的美 国专利申请的部分继续申请，该申请的整体披露内容在此作为参考被 引用。

技术领域

本发明的披露内容涉及地下加热，且更特别地，本发明的披露内 容涉及地下电热加热系统和方法。

背景技术

加热系统可用于地下环境中以便实现各种目的。在一种应用中， 可使用地下加热系统帮助进行产油。在世界的许多储油区，由于难以 提取地层中的重油，因此产油率已经出现了下降。当从重油的储油层 中提取油时，会面临许多使生产受限的问题。例如，油的高粘性会导 致出现低流动性状况。在含石蜡较多的油中，石蜡会沉淀出来并在产 油管道壁上形成沉积物，由此在油被泵送出来时阻塞流动。在高度气 侵(high gas-cut)油井中，随着油被带到表面上，会发生气体膨胀， 导致形成水合物，这会大大降低油温且因此降低流动性。

对油进行加热是解决这些普遍存在的使生产受限的问题并促进强 化采油(EOR)的一种方式。蒸汽加热器和电加热器都被用作热量源以 便促进EOR。一种被称作伴热(heat tracing)的技术包括使用被置于 管路系统上的机械部件和/或电气部件以便将该系统保持在预定温度 下。蒸汽可循环通过管道，或可将电气部件置于管路上以便对油进行 加热。

这些技术都存在某些缺陷。蒸汽喷射系统会受到低效率能量利用、 维护问题、环境约束和无法提供准确和可重复的温度控制这些问题的 困扰。尽管电加热通常被认为是优于蒸汽喷射加热的，但电加热系统 可导致在那些不需要加热来促进油流动的区域中产生不必要的加热。 该不必要的加热可与低效率的功率利用相关且还可导致出现环境问 题，例如导致北极区域中的永冻土出现不希望的解冻现象。

因此，需要提供一种地下电热加热系统，该系统能够高效且可靠 地将热输入输送至地下环境中的局部区域处。

附图说明

通过下面对本发明的披露内容的典型实施例进行的详细描述，所 属领域技术人员将易于理解与本发明的披露内容相一致的系统和方法 的优点，该详细描述应该结合附图加以考虑，其中：

图1-图4是与本发明的披露内容相一致的地下电热加热系统的不 同实施例的示意图，所述不同实施例中包括加热器电缆部分和冷端引 线部分的多种布置；

图5是与本发明的披露内容相一致的用于进行井下加热的地下电 热加热系统的一个实施例的示意图；

图6是位于图5所示的典型的井下加热式地下电热加热系统中的 被紧固到生产管道上的加热器电缆的示意性剖视图；

图7是在加压井口使用的用于将冷端引线连接到位于井下加热式 地下电热加热系统中的加热器电缆上的加压井供通(feed-through) 组件的一个实施例的示意图；

图8是与本发明的披露内容相一致的被安装在外部的井下加热器 电缆的一个实施例的示意性透视图；

图9是图8所示的加热器电缆的示意性剖视图；

图10是与本发明的披露内容相一致的被安装在外部的井下加热器 电缆的另一实施例的示意性透视图；

图11是图10所示的加热器电缆的示意性剖视图；

图12是与本发明的披露内容相一致的被安装在内部的井下加热器 电缆的一个实施例的示意性透视图；

图13-图14是被安装在生产管道中的图12所示的被安装在内部的 井下加热器电缆的示意性透视图；

图15是与本发明的披露内容相一致的地下电热加热系统的另一实 施例的示意图；

图16是与本发明的披露内容相一致的被构造以便就地产生蒸汽的 地下电热加热系统的一个实施例的示意图；

图17是与本发明的披露内容相一致的被构造以便就地产生蒸汽的 地下电热加热系统的另一实施例的示意图；和

图18是包括加热电缆的图17所示系统的一部分的细节剖视图。

具体实施方式