連續(xù)偶極天線制造技術(shù)

一種偶極天線，其可以通過利用非導(dǎo)電磁珠包圍連續(xù)導(dǎo)體的一部分，并接著橫跨非導(dǎo)電磁珠向連續(xù)導(dǎo)體應(yīng)用電源來創(chuàng)建。非導(dǎo)電磁珠在不需要導(dǎo)體中的中斷或間隙的情況下創(chuàng)建驅(qū)動(dòng)間斷部。電源可以利用多種優(yōu)選屏蔽構(gòu)造來連接至或應(yīng)用至連續(xù)導(dǎo)體，這種屏蔽構(gòu)造包括：同軸或?qū)\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(dǎo)電磁珠可以定位成包圍連續(xù)導(dǎo)體的第二部分，以在第一非導(dǎo)電磁珠的任一側(cè)上有效地創(chuàng)建兩個(gè)幾乎等長(zhǎng)的偶極天線部。這些非導(dǎo)電磁珠可以由各種非導(dǎo)電磁性材料組成，并且被預(yù)先成形以供環(huán)繞導(dǎo)體安裝，或者在地下應(yīng)用中環(huán)繞導(dǎo)體注入。可以實(shí)現(xiàn)碳?xì)浠衔锏V的電磁加熱。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及射頻(“RF”)天線。具體來說，本專利技術(shù)涉及用于利用諸如油井管道的連續(xù)導(dǎo)體作為偶極天線來發(fā)送用于加熱的RF能量的有利裝置和方法。
技術(shù)介紹
隨著世界標(biāo)準(zhǔn)原油儲(chǔ)備的枯竭，和針對(duì)石油的持續(xù)需求導(dǎo)致油價(jià)上升，石油生產(chǎn)者嘗試從浙青礦、油砂、柏油砂、以及重油沉積物中加工碳?xì)浠衔铩＿@些材料通常在砂或粘土的天然混合物中找得到。因?yàn)檎闱嗟V、油砂、油頁(yè)巖、柏油砂以及重油的極高粘度，所以在提取標(biāo)準(zhǔn)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(zhì)材料中分離碳?xì)浠衔锊⑶冶３痔細(xì)浠衔锾幱谒鼈儗⒘鲃?dòng)的溫度。通常使用蒸汽在已知為蒸汽輔助重力泄油系統(tǒng)(或SA⑶系統(tǒng))中提供這種熱。電和RF 加熱有時(shí)也被采用。加熱和加工可以就地發(fā)生，或者在露天開采沉積物之后在另一位置發(fā)生。通過現(xiàn)有RF系統(tǒng)來加熱地下重油支承地層因匹配電源(發(fā)射器)的阻抗與被加熱的異質(zhì)材料的阻抗的傳統(tǒng)方法而效率低下，不穩(wěn)定的加熱導(dǎo)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(duì)被加熱材料的差電氣耦合，要通過由現(xiàn)有天線發(fā)射的能量和因所使用天線形式和頻率而造成的發(fā)射頻率來加熱的材料的有限滲透。用于對(duì)地下地層中的重油的現(xiàn)有RF加熱的天線通常為偶極天線。美國(guó)專利no. 4140179和no. 4508168 公開了定位在地下重油沉積物內(nèi)以加熱那些沉積物的現(xiàn)有偶極天線。偶極天線陣列已經(jīng)被用于加熱地下地層。美國(guó)專利no. 4196329公開了一種被異相驅(qū)動(dòng)來加熱地下地層的偶極天線陣列。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的一方面是一種根據(jù)本專利技術(shù)的連續(xù)偶極天線的、用于利用連續(xù)導(dǎo)體作為偶極天線的方法，該方法可以包括利用第一非導(dǎo)電磁珠包圍連續(xù)導(dǎo)體的第一部分，接著橫跨該非導(dǎo)電磁珠向該連續(xù)導(dǎo)體應(yīng)用電源。該第一非導(dǎo)電磁珠可以由以下一種或多種組成鐵氧體、磁性氧化物、磁鐵礦、鐵粉、鐵片、硅鋼顆粒或者具有表面絕緣體涂層的五羥基戊鐵粉末。有利的是，連續(xù)導(dǎo)體可以由油井管道組成。電源可以利用各種構(gòu)造來應(yīng)用。例如，電源可以利用同軸或?qū)\軸(twin-axial)饋電部應(yīng)用至連續(xù)導(dǎo)體，其中每一個(gè)都具有插入構(gòu)造或者偏置構(gòu)造。其它示例性構(gòu)造可以包括三軸插入饋電部和雙軸偏置饋電部。該方法還可以包括利用第二非導(dǎo)電磁珠包圍連續(xù)導(dǎo)體的第二部分，以在第一非導(dǎo)電磁珠的任一側(cè)上有效地創(chuàng)建兩個(gè)幾乎等長(zhǎng)的偶極天線部。第二非導(dǎo)電磁珠還可以由以下一種或多種組成鐵氧體、磁性氧化物、磁鐵礦、鐵粉、鐵片、硅鋼顆粒或者具有表面絕緣體涂層的五羥基戊鐵粉末(Fe (CO) 5)。本專利技術(shù)的另一方面是一種根據(jù)本專利技術(shù)的連續(xù)偶極天線的、用于利用射頻能量來發(fā)熱的裝置，該裝置可以包括被定位成包圍連續(xù)導(dǎo)體的第一部分的第一非導(dǎo)電磁珠，和在第 一非導(dǎo)電磁珠的任一側(cè)上連接至連續(xù)導(dǎo)體的電源。第一非導(dǎo)電磁珠可以由以下材料中的一 種或多種組成鐵氧體、磁性氧化物、磁鐵礦、鐵粉、鐵片、硅鋼顆粒、或者具有表面絕緣體涂 層的五羥基戊鐵粉末。有利的是，連續(xù)導(dǎo)體可以由油井管道組成。由于裝置的電源可以利用各種構(gòu)造來應(yīng)用。例如，電源可以利用同軸或?qū)\軸 (twin-axial)饋電部應(yīng)用至連續(xù)導(dǎo)體，其中每一個(gè)都具有插入構(gòu)造或者偏置構(gòu)造。其它示 例性構(gòu)造可以包括三軸插入饋電部和雙軸偏置饋電部。該裝置還可以包括第二非導(dǎo)電磁珠，第二非導(dǎo)電磁珠被定位成包圍連續(xù)導(dǎo)體的第 二部分，以在第一非導(dǎo)電磁珠的任一側(cè)上有效地創(chuàng)建兩個(gè)幾乎等長(zhǎng)的偶極天線部。第二非 導(dǎo)電磁珠還可以由以下一種或多種組成鐵氧體、磁性氧化物、磁鐵礦、鐵粉、鐵片、硅鋼顆 粒或者具有表面絕緣體涂層的五輕基戍鐵粉末。根據(jù)本公開，將清楚本專利技術(shù)的其它方面。附圖說明圖I描繪了典型的現(xiàn)有技術(shù)偶極天線。圖2描繪了本專利技術(shù)的連續(xù)偶極天線的一實(shí)施例。圖3描繪了通過無屏蔽傳輸線路造成的加熱。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(shù)的連續(xù)偶極天線的實(shí)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(shù)的連續(xù)偶極天線的實(shí)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(shù)的連續(xù)偶極天線的實(shí)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(shù)的連續(xù)偶極天線的實(shí)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(shù)的連續(xù)偶極天線的實(shí)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(shù)的連續(xù)偶極天線的實(shí)施例。圖9a描繪了根據(jù)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(shù)的連續(xù)偶極天線的另一實(shí)施 例。圖9c描繪了在表面處具有兩個(gè)分離AC源的天線陣列。圖10描繪了本專利技術(shù)的連續(xù)偶極天線的一實(shí)施例的電路等效模型。圖11描繪了根據(jù)本專利技術(shù)的連續(xù)偶極天線的示例性磁珠的自阻抗。圖12描繪了根據(jù)本專利技術(shù)的連續(xù)偶極天線的針對(duì)連續(xù)偶極天線井在時(shí)間t=0時(shí)的 示例性初始加熱速率圖案。圖13描繪了示例性井的簡(jiǎn)化溫度圖。具體實(shí)施例方式下面，對(duì)本公開的主題進(jìn)行更全面描述，并且示出了本專利技術(shù)的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例。 然而，本專利技術(shù)可以按許多不同形式具體實(shí)施，并且不應(yīng)視為對(duì)在此闡述的實(shí)施方式進(jìn)行限 制。相反，這些實(shí)施例是本專利技術(shù)的示例，其具有通過權(quán)利要求書的語言所表明的全部范圍。圖I是典型現(xiàn)有技術(shù)偶極天線的表示圖。現(xiàn)有技術(shù)天線10包括同軸饋電部12，其依次包括內(nèi)導(dǎo)體14和外導(dǎo)體16。這些導(dǎo)體中的每一個(gè)在一個(gè)端部處經(jīng)由饋電線22連接至偶極天線部18。導(dǎo)體14和16的另一端部連接至交流電源(未示出)。偶極天線部18之間的無屏蔽間隙或中斷20形成導(dǎo)致射頻發(fā)送的驅(qū)動(dòng)間斷部。油井管道通常不適于用作常規(guī)偶極天線，因?yàn)橛途艿乐械臑樾纬沈?qū)動(dòng)間斷部所需的間隙或中斷還將形成管道中的泄露。下面轉(zhuǎn)至圖2，本專利技術(shù)的連續(xù)偶極天線50在沒有中斷或間隙的連續(xù)導(dǎo)體64中提供驅(qū)動(dòng)間斷部。天線50包括同軸饋電部52，其又包括內(nèi)導(dǎo)體54和外導(dǎo)體56。這些導(dǎo)體中的每一個(gè)在一個(gè)端部處經(jīng)由饋電線62連接至偶極天線部58。導(dǎo)體54和56的另一端部連接至交流電源(未示出)。應(yīng)注意到，在偶極天線部58之間不存在無屏蔽間隙或中斷。相反的是，在饋電線62之間環(huán)繞連續(xù)導(dǎo)體64定位了非導(dǎo)電磁珠60。非導(dǎo)電磁珠60與隨著電流嘗試在饋電線62之間流動(dòng)而產(chǎn)生的磁場(chǎng)相對(duì)，并由此形成驅(qū)動(dòng)間斷部。轉(zhuǎn)至圖3中的用于石油生產(chǎn)的連續(xù)偶極天線的簡(jiǎn)單描繪，油井管102是用于連續(xù)偶極天線100的連續(xù)導(dǎo)體。油井管102的更深部分經(jīng)過生產(chǎn)區(qū)110，其可以包括石油、水、 砂礫以及其它成分。無屏蔽饋電線106連接至AC源104，并且下降通過較淺部分108以連接至油井管102。在與饋電線106的連接部之間環(huán)繞油井管102定位非導(dǎo)電磁珠(未示出)。 隨著生產(chǎn)區(qū)110被加熱，石油和其它液體將通過油井管102流向連接部112處的表面。然而，生產(chǎn)區(qū)110上的較淺區(qū)域108典型地由非常損耗的材料組成，并且無屏蔽傳輸線106在區(qū)域114中發(fā)熱，其表示這種布置中的效率損耗。圖4中的連續(xù)偶極天線150通過使用屏蔽的同軸饋電部156來解決這種效率損耗。屏蔽的同軸饋電部156在表面處連接至AC源154，并且下降以經(jīng)由饋電線158連接至油井管152。在與饋電線158的連接部之間環(huán)繞油井管152定位第一非導(dǎo)電磁珠160。第二非導(dǎo)電磁珠162也包圍油井管152,并且與第一非導(dǎo)電磁珠160隔開以創(chuàng)建兩個(gè)幾乎等長(zhǎng)的偶極天線部164。由此本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來華專利技術(shù)】2010.06.22 US 12/820,9771.一種用于利用連續(xù)導(dǎo)體作為偶極天線的方法，該方法包括 利用第一非導(dǎo)電磁珠包圍連續(xù)導(dǎo)體的第一部分；并且 橫跨非導(dǎo)電磁珠向連續(xù)導(dǎo)體應(yīng)用電源。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，第一非導(dǎo)電磁珠包括以下至少一種波特蘭水泥和磁粉；鐵氧體、磁性氧化物、磁鐵礦、鐵粉、鐵片、硅鋼顆粒、或五羥基戊鐵粉末。3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，連續(xù)導(dǎo)體由油井管道組成。4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，包括利用饋電部向連續(xù)導(dǎo)體應(yīng)用電源，所述饋電部包括同軸偏置饋電部；孿軸偏置饋電部；同軸插入饋電部；孿軸插入饋電部；三軸插入饋電部；或雙軸偏置饋電部。5.6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，第二非導(dǎo)電磁珠包括以下至少一種波特蘭水泥和磁粉；鐵氧體、磁性氧化物、磁...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：F·E·帕斯切，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：哈里公司，
類型：
國(guó)別省市：