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CN101605965B - 地下电热加热系统和方法 - Google Patents

地下电热加热系统和方法 Download PDF

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CN101605965B
CN101605965B CN200880002030.9A CN200880002030A CN101605965B CN 101605965 B CN101605965 B CN 101605965B CN 200880002030 A CN200880002030 A CN 200880002030A CN 101605965 B CN101605965 B CN 101605965B
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heater cable
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cable section
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fluid
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Abstract

一种地下电热加热系统包括延伸通过地下环境中的一个或多个热量目标区域的一个或多个加热器电缆部分和被联接至所述一个或多个加热器电缆部分并延伸通过所述地下环境中的一个或多个非目标区域的一个或多个冷端引线部分。冷端引线部分将电功率输送至加热器电缆部分,但产生了比所述加热器电缆部分更少的热量。所述一个或多个加热器电缆部分被布置以便将热输入输送至所述地下环境中的一个或多个局部区域处从而使液体如水产生气化。

Description

地下电热加热系统和方法
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
大体上而言,与本发明相一致的地下电热加热系统可用于将热输入输送至地下环境中的一个或多个局部区域处。与本发明相一致的地下电热加热系统所应用的场合包括,但不限于,用于强化采油(EOR)的储油结构热输入、地下水或土壤整治工艺、为实现EOR或整治目的而就地实施的产生蒸汽的应用、和为了促进油粘性的降低或含油沉积物(oil laden deposit)粘性的降低而在局部区域中进行的就地烃裂化。本文是在产油和EOR的背景下对地下电热加热系统的典型实施例进行描述的。但应该理解:该典型实施例仅是为说明目的而进行描述的,且并不旨在进行限制。
图1示出了地下电热加热系统的一个典型实施例10。如图所示的典型系统10包括电源20,所述电源通过冷端引线电缆部分16被电联接至加热器电缆部分12。该冷端引线电缆部分16被设置在地下环境2的非目标区域18中,且加热器电缆部分12被设置在地下环境2的热量目标区域14中。该热量目标区域14可以是地下环境2中的需要热量的任何区域,例如为了促进油流动的区域。非目标区域18可以是地下环境2中的任何区域,该区域并不需要热量且因此被最小化从而例如节省功率或者避免将很多热量施加到温度敏感区域上,这种温度敏感区域例如为北极地下环境中的冻土层。
加热器电缆部分和冷端引线电缆部分的长度、构型和数量可根据应用场合而发生变化。在EOR应用中,典型的冷端引线部分16的长度可为至少约700米且其长度可延伸达约1000米。此外,在冷端引线部分和加热器电缆部分中产生的热量可与这些部分的功率消耗直接相关。在一个实施例中,如果该一个或多个冷端引线部分16中消耗的功率小于在该一个或多个加热器电缆部分12中消耗的功率的约10%的话,则是有利的。在EOR应用中,例如,加热器电缆部分12中的功率消耗可为约100瓦/英尺,且冷端引线部分12中的功率消耗可小于约10瓦/英尺。在另一实施例中,该一个或多个冷端引线部分可被构造以使得该部分上的电压降小于或等于该系统中的所有冷端引线部分和加热器电缆部分上的总电压降的15%。
所属领域技术人员将认识到:冷端引线部分中的功率消耗和电压降可根据特定系统的电特性产生变化。下表1示出了,在其中的电源为480V单相电源的系统和其中的电源为480V三相电源的系统中,对于具有多种导线型号和700、800、900和1000米的长度的冷端引线而言的功率消耗和线路电压降。下表2示出了,在其中的电源为600V单相电源的系统和其中的电源为600V三相电源的系统中,对于具有多种导线型号和700、800、900和1000米的长度的冷端引线而言的功率消耗和线路电压降。对于表1和表2所述的典型构型而言,该冷端引线的导线被制成一定型号以便不超过15%的电压降或10瓦/英尺的井,且导线温度被设定在75℃的平均温度下。
表1
表2
可根据系统需求将与本发明的披露内容相一致的一个或多个冷端引线部分和加热器电缆部分设置成多种构型。图2例如示出了与本发明相一致的地下电热加热系统的另一典型实施例10a。在如图所示的实施例中,加热器电缆部分12和冷端引线部分16具有处在地下环境2中的大体上垂直的取向。该冷端引线部分16延伸通过地下环境2的非目标区域18以便将位于热量目标区域14中的加热器电缆部分12电连接至电源20。所属领域技术人员将认识到:与本发明相一致的系统不限于任何特定取向,而是可在地下环境12内被实施为水平、垂直或其它取向或取向的组合。给定系统的取向可取决于系统的需求和/或要受到加热的区域的取向。
与本发明相一致的系统还可被实施为分段构型,例如图3和图4所示。图3示出了分段的地下电热加热系统10b,所述系统包括多个加热器电缆部分12和冷端引线部分16的布置。加热器电缆部分12和冷端引线部分16基于地下环境2中的热量目标区域14和非目标区域18的预定布置型式而被构造、相互连接和定位。因此,加热器电缆部分12和冷端引线部分16可有规划地被设置以便将电热能量集中于地下环境2中的多个所需区域处,同时调节热量输入并避免不必要的加热。图4示出了与本发明相一致的系统的另一典型实施例10c,其中加热器电缆部分12和冷端引线部分16具有取决于相应的热量目标区域14和非目标区域18的尺寸的多种长度。尽管在典型实施例中示出了特定的布置型式、构型和取向,但加热器电缆部分和冷端引线部分可被布置成其它的布置型式、构型和取向。
加热器电缆部分12可包括任何类型的将电能转换成热量的加热器电缆。这种加热器电缆通常是所属领域技术人员已公知的且可包括,但不限于,标准的三相恒瓦数电缆、矿物绝缘(MI)电缆和集肤效应伴热系统(STS)。
MI电缆的一个实例包括三(3)个等距间隔的镍铬合金的电力导线,所述导线在功率端处被连接至电压源,且在端子端处进行电联接,从而形成恒定电流的加热电缆。MI电缆还可包括由耐腐蚀性合金制成的外部护套,所述耐腐蚀性合金例如为可获得的名称为Inconel的那种合金。
在STS加热系统的一个实例中,在铁磁热管的内表面上产生了热量,所述热管被热联接至要受到加热的结构(例如被联接至输油管路)。进行了电绝缘处理的耐温导线被安装在热管内部且在远端处被连接至该热管。该热管和导线以串联的方式被连接至交流电压源。热管与导线之间的集肤效应和邻近效应使得电路电流的返回路径被带至该热管的内表面处。
在一个实施例中,冷端引线部分16可以是这样的电缆,该电缆被构造以便被电连接至加热器电缆部分12并且将电能提供给加热器电缆部分12,同时产生了比该加热器电缆部分16更少的热量。冷端引线部分16的设计可取决于加热器电缆的类型以及使用加热器电缆产生热量的方式。当加热器电缆部分12包括导线或汇流线并利用电阻来产生热量时,例如该冷端引线部分16可被构造以便具有电阻更低(即剖面积更大)的导线或汇流线。该更低的电阻使得该冷端引线部分16可将电力传导至该加热管电缆部分12,同时使产生的热量最小化或防止产生热量。当该加热器电缆部分12是STS加热系统时,该冷端引线部分16可由与热管不同的材料制成且使得在该热管与导线之间存在不同的附接方式以使产生的热量最小化或防止产生热量。
在EOR应用中,与本发明的披露内容相一致的地下电热加热系统可用来提供井下加热或井底加热。该系统可被紧固到含油结构上以便对该结构中的油进行加热,该含油结构例如为生产管道或储油结构。在这些应用场合中,至少一个冷端引线部分16可具有适当的长度以便穿过土壤到达要对油进行加热的位置处,例如到达生产管道上的所需位置处或到达储油结构的上表面。与本发明相一致的系统还可被构造,或另一种可选方式是可被构造,以便对结构内的油进行间接加热。例如,该系统可被构造以便对注入的混相气体或混相液体进行加热,该混相气体或混相液体随后用来对油进行加热以便促进EOR。
图5-图7示出了与本发明相一致的井下地下电热加热系统30的一个实施例。该典型的井下地下电热加热系统30包括被紧固到生产管道34上的加热器电缆部分32和将该加热器电缆部分32连接至电源设备38的冷端引线部分36,所述电源设备例如为电源板和变压器。电力连接器40将该冷端引线部分36电连接至加热器电缆部分32且加热器电缆部分32终止于末端端接件42处。
冷端引线部分36延伸通过井口35并顺着该生产管道34的一部分向下延伸至沿生产管道34存在的需要进行加热的位置处。顺着生产管道34向下延伸的冷端引线部分36的长度可取决于沿生产管道34存在的需要进行加热的位置以便促进油的流动,且可由所属领域技术人员来确定。顺着生产管道34向下延伸的冷端引线部分36的长度还可取决于该冷端引线部分36所延伸通过的任何非目标区域(例如冻土层区域)的深度。在一个实例中,该冷端引线部分36延伸达约700米且加热器电缆部分32顺着油井向下延伸的距离处在约700至1500米的范围内。尽管该典型实施例中示出了一个加热器电缆部分32和一个冷端引线部分36,但本发明还预想了多个加热器电缆部分32和冷端引线部分36的其它组合,从而例如沿生产管道34形成分段构型。
加热电缆部分32的一个实例是带有含氟聚合物护套的铠装3相恒瓦数电缆,该电缆具有三根带护套的导线,且该冷端引线部分36的一个实例是3丝的10平方毫米的铠装电缆。电力连接器40可包括具有含氟聚合物绝缘体的铣削钢壳体以便提供机械保护以及电连接。还可通过将电力连接器40密封在中空的圆柱形钢质组件中而对该电力连接器进行机械保护和热保护,该密封是通过使用一系列扣环并通过用硅酮基化合物进行灌封的方式来实现的。末端端接件42可包括熔融的含氟聚合物绝缘体以便提供机械保护并且使加热器电缆部分32中的导线形成Y型电端接。
如图6所示,可使用通道44,如刚性的钢质通道,和沿该通道44间隔设置的紧固带(例如每隔4英尺设置一根紧固带)46将加热器电缆部分32紧固到生产管道34上。该通道44保护了加热器电缆部分32免受磨损且不会被压碎并且确保了从加热电缆部分32向生产管道34中的流体进行的热传递是一致的。通道44的一个实例是16号钢质通道且紧固带46的一个实例是宽1/2英寸的20号不锈钢。
在使用过程中,随着管道34被降低进入井内,该加热器电缆部分32可从线轴上被退绕下来并被紧固到该生产管道34上。在使生产管道34的最后一部分降低进入井内之前,该加热器电缆部分32可被切割并被拼接到冷端引线部分36上。冷端引线部分36可被供给通过井口并被连接至电源设备38。对于非加压井口而言,该冷端引线部分36可通过电力连接器40被直接拼接到加热器电缆部分32上。
对于加压井口而言,可使用例如图7所示的电力供通心轴组件(power feed through mandrel assembly)50穿透井口。如图所示的典型的电力供通心轴组件50包括穿过加压井口的心轴52。表面插塞连接器54被电联接至电源且被连接至心轴52的上部连接器51。下部插塞连接器56被联接至其中一种系统电缆53(即加热器电缆部分或冷端引线部分)并且被连接至心轴52的下部连接器55。
同样地,所属领域技术人员将易于认识到可在与本发明相一致的系统中用作加热器电缆的多种电缆构造。图8-图9示出了在非加压井中使用的被安装在外部的井下加热器电缆部分32的一个典型实施例。该典型的加热器电缆部分32提供了三相功率而产生了11至14瓦/英尺的功率消耗且可以如上所述的方式在通道内被安装在生产管道外部上。
图10-图11示出了在加压井中使用的被安装在外部的井下加热器电缆部分的另一实施例32a。该典型的电缆部分32a提供了三相功率而产生了14至18瓦/英尺的功率消耗,且可以如上所述的方式在通道内并通过供通心轴而被安装在生产管道的外部上。
井下地下电热加热系统60的另一实施例包括在加压或非加压井中使用的被安装在内部的井下加热器电缆部分62和冷端引线部分66,如图12-图14所示。该典型的被安装在内部的加热器电缆部分62提供了三相功率且产生了8至10瓦/英尺的功率消耗。该被安装在内部的加热器电缆部分62可具有小直径(例如约1/4英寸)且可被设置成长度为约700米的无拼接的连续电缆。该被安装在内部的加热器电缆部分62还可具有耐腐蚀鞘套,该耐腐蚀鞘套例如由Incoloy 825制成。该被安装在内部的加热器电缆部分62可在不必拉动生产管道的情况下以相对简便易行的方式被安装。
图15示出了地下电热加热系统70的另一实施例。在该实施例中,STS加热器电缆部分72被紧固到在地下环境中以大体上水平的方式延伸的储存结构或管道74上,该STS加热器电缆部分上联接有冷端引线部分76。尽管图中示出了一个STS加热器电缆部分72和一个冷端引线部分76,但本发明还预想了多个STS加热器电缆部分72和冷端引线部分76的其它组合,从而例如沿该储存结构或管道74形成分段构型。
如上面所述,本文所述的地下电热加热系统可用来就地产生蒸汽,从而例如促进EOR。图16大体上示出了可用来就地产生蒸汽的地下电热加热系统100的另一实施例。系统100通常可包括被联接至冷端引线电缆部分104的电源112,所述联接例如是电联接和/或机械联接。该冷端引线电缆部分104可包括一个或多个电缆部段,该一个或多个电缆部段借助于一个或多个冷/冷电缆拼接件106而彼此相联。该冷端引线电缆部分104可例如借助于一个或多个热/冷电缆拼接件108被联接至加热器电缆部分110。该加热器电缆部分110可产生比该冷端引线电缆部分的热输出更大的热输出。
如图所示,在一个实施例中,该加热器电缆部分110可被设置在产油管道102的外表面上或被设置在与所述外表面相邻的位置处。在如图所示的典型实施例中,该加热器电缆部分100大体上沿生产管道的第一侧延伸且随后穿过该生产管道并沿该管道的第二侧延伸。然而,应该理解:该加热器电缆部分可相对于该生产管道被定位成任何构型。例如,该加热器电缆部分可仅沿该管道的第一侧进行延伸、可卷绕在该管道周围、可在与该管道成一定角度的情况下在该管道的一个或多个侧部上进行延伸、等等。此外,可在与本发明的披露内容相一致的系统中设置任何数量的冷端引线电缆部分和加热器电缆部分。
加热器电缆部分110的至少一部分可被热联接至处于近井筒区域中,即处于井筒和/或生产管道102周围和/或与井筒和/或生产管道邻近的区域中,的流体114。例如,该加热器电缆部分110可被至少部分地设置在流体114中,或者被至少部分地设置在与该流体相邻的位置处,以便将加热器电缆的热输出施加到流体114上。如图所示,加热器电缆部分110的至少一部分可被浸没在流体114中。
处于近井筒区域中的流体114可受到加热器电缆部分110的加热,例如受到加热器电缆热输出的加热,以便就地产生蒸汽。在一个实施例中,流体114可仅包括水或者可包括与其它流体、液体和/或固体相结合的水。该加热器电缆部分110可对水进行加热从而使水气化并在近井口区域中产生蒸汽116。在相关实施例中,该流体可包括气态流体或除水以外的液体。流体114可与水进行热接触,从而使得当流体受到加热器电缆部分110的加热时,该流体114可对水进行加热以便就地产生蒸汽。
在一个典型实施例中,流体114通常可受到加热器电缆热输出的加热从而将温度保持在介于约200°F至约250°F之间或者更高的范围内。前述范围中的温度通常可足以将处于近井筒区域附近的水转换成气体,即转换成蒸汽。将水转换成蒸汽所需的流体温度可根据流体的组分、流体的深度且由此根据流体的环境压力、流体与水之间的热接触程度等而产生变化。因此,应该意识到:可适当地使用高于和/或低于前述温度范围的温度。
根据一个方面,处于近井筒区域中的蒸汽可加速油的迁移,且因此使油加速地流入生产管道内并通过该生产管道。处于近井筒区域中的蒸汽可将位于生产管道底部附近,或者位于近井筒区域中,的油118加热至大于或等于200°F的温度。在一个实施例中,蒸汽可将附近的处于生产管道中的油,例如处于生产管道入口处的油,加热至大于或等于215°F的温度。对油进行的加热降低了油的粘性,从而使得可有更多的来自地下环境、储油结构等的油流入生产管道102内并流动通过该生产管道。
除了提高了处于近井筒区域中的油和/或处于井底附近或生产管道底部附近的油118的迁移率,且由此提高了产率以外,与本发明的披露内容相一致的地下电热加热系统还可借助于就地产生蒸汽从而释放水和/或气体的方式而减少或消除在生产出的油中所包含的水和气体。被转化成蒸汽的水可从油中被释放出来,且不会经由生产管道102被提取出来。通过仅回收油或至少回收高含量的油的方式,使得可提高产油率,这例如是因为降低了粘度且消除或减少了产生的水。
除了就地产生蒸汽,即加热的水蒸汽,以外,可通过加热器电缆部分110使存在于近井筒区域中的多种其它流体气化,从而在该近井筒区域中提供受热的气体。该受热的气体可提高该近井筒区域中的油的迁移率且还可降低井内的油的粘性。在某种程度上,油粘性的降低可提高近井筒区域中的油的迁移率且因此促进该油的流入。此外,油粘性的降低可增加经由生产管道从井中提取出的油。此外,被加热且被转换成气体的任何液体可从油中被释放出来。因此,从井中提取出来的油中包含的污染物和混杂材料的量会减少,由此提高了该井的产油率。
参见图17和图18,图中示出了地下电热加热系统200的另一实施例。与前述实施例相似地,该系统200可大体上包括被联接,即被电联接和/或机械联接,至冷端引线电缆部分204的电源212,所述冷端引线电缆部分可进一步被联接至加热器电缆部分210。在如图所示的实施例中,生产管道202、冷端引线电缆部分204和加热器电缆部分210可被设置在井的套管201内,且冷端引线电缆部分204和加热器电缆部分210被设置在生产管道202的外部。电力电缆214可将电源212联接至延伸通过井口203的上部电连接器205。电力穿透器207可从上部电连接器205延伸出来且可被联接至冷端引线电缆部分204。与前面的描述相一致地,该电力穿透器207和上部电连接器205可使得冷端引线电缆部分204在外部被附接到电源212上。
此外,参见图18,加热器电缆部分210的至少一部分可通过通道211被紧固到生产管道202上。在如图所示的实施例中,通道211可以是被设置在生产管道202和加热器电缆部分210的至少一部分的周围的大体上呈圆柱形的套筒,所述加热器电缆部分可位于该生产管道202的外部上。通道211可保护加热器电缆部分210免受磨损且不会被压碎。通道211可以是任何适当的耐磨和/或耐挤压的结构,如板材钢圆柱体。该加热器电缆部分210可在通道211与生产管道202之间被设置在生产管道202的周部周围,这例如是借助于使该加热器电缆部分形成环而通过通道211的方式实现的,如图所示。
因此,根据本发明的披露内容的一个方面,提供了一种地下电热加热系统,所述系统包括:被设置在与地下环境中的产油管道相邻的位置处且位于所述产油管道外部的至少一个加热器电缆部分,所述加热器电缆部分被构造以便提供加热器电缆热输出,从而使与所述产油管道相邻的流体气化;和至少一个冷端引线部分,所述至少一个冷端引线部分被电联接至所述加热器电缆部分并延伸通过所述地下环境的至少一个非目标区域从而将电能输送至所述加热器电缆部分,所述冷端引线部分被构造以便产生小于所述加热器电缆热输出的冷端引线热输出。
根据本发明的披露内容的另一方面,提供了一种地下电热加热系统,所述系统包括:被设置在与地下环境中的包含流体的结构相邻的位置处且位于所述包含流体的结构外部的至少一个加热器电缆部分,所述加热器电缆部分被构造以便提供加热器电缆热输出,从而将所述包含流体的结构内的流体加热至大于或等于215°F的温度;和至少一个冷端引线部分,所述至少一个冷端引线部分被电联接至所述加热器电缆部分并延伸通过所述地下环境的至少一个非目标区域从而将电能输送至所述加热器电缆部分,所述冷端引线部分被构造以便产生小于所述加热器电缆热输出的冷端引线热输出。
根据本发明的披露内容的又一方面,提供了一种提高由产油管道生产的油产量的方法,所述方法包括:使至少一个冷端引线电缆部分与至少一个加热器电缆部分实现电联接,所述冷端引线部分被构造以便产生比所述加热器电缆热输出更小的冷端引线热输出;将所述冷端引线电缆部分和所述加热器电缆部分定位在所述产油管道外部;并且通过所述冷端引线电缆部分将电能输送至所述加热器电缆部分以使与所述产油管道相邻的流体气化且由此对所述产油管道中的油进行加热。
尽管本文已经对本发明的原理进行了描述,但应该理解:该描述仅是示例性的且并未限制本发明的范围。除了如图所示和文中所述的典型实施例以外,在本发明的披露内容的范围内还预想了其它实施例。此外,本文所述的任何实施例的特征和方面可与本文所述的任何其它实施例的特征和方面相结合。所属领域技术人员做出的变型和替代被认为处在本发明的披露内容的范围内,该范围仅受到以下权利要求书的限制。

Claims (20)

1.一种地下电热加热系统,所述系统包括:
被设置在与地下环境中的产油管道相邻的位置处且位于所述产油管道外部的至少一个加热器电缆部分,所述加热器电缆部分被构造以便提供加热器电缆热输出,从而使与所述产油管道相邻的流体气化,其中,所述加热器电缆部分的至少一部分被热联接至所述流体中;和
至少一个冷端引线部分,所述至少一个冷端引线部分被电联接至所述加热器电缆部分并延伸通过所述地下环境的至少一个非目标区域从而将电能输送至所述加热器电缆部分,所述冷端引线部分被构造以便产生小于所述加热器电缆热输出的冷端引线热输出。
2.根据权利要求1所述的系统,其中所述加热器电缆部分被定位以便施加所述加热器电缆热输出从而使所述流体气化且由此将所述产油管道内的油加热至大于或等于200°F的温度。
3.根据权利要求1所述的系统,其中所述流体包括水且其中所述加热器电缆部分被定位以便施加所述加热器电缆热输出从而使所述水气化且由此对所述产油管道内的油进行加热。
4.根据权利要求1所述的系统,其中所述加热器电缆部分被至少部分地设置在所述流体中。
5.根据权利要求1所述的系统,其中所述加热器电缆部分通过大体上呈圆柱形的套筒被联接至所述产油管道,所述大体上呈圆柱形的套筒被设置在所述产油管道的至少一部分的周围。
6.根据权利要求1所述的系统,其中所述至少一个所述冷端引线部分具有大于或等于700米的长度。
7.根据权利要求1所述的系统,其中所述至少一个冷端引线部分被构造以使其消耗的功率小于或等于所述至少一个加热器电缆部分所消耗功率的10%。
8.根据权利要求1所述的系统,其中所述至少一个冷端引线部分被构造以使得所述冷端引线部分上的电压降小于或等于所述至少一个冷端引线部分和所述至少一个加热器电缆部分上的总电压降的15%。
9.一种地下电热加热系统,所述系统包括:
被设置在与地下环境中的包含流体的结构相邻的位置处且位于所述包含流体的结构外部的至少一个加热器电缆部分,所述加热器电缆部分被构造以便提供加热器电缆热输出,从而将所述包含流体的结构内的流体加热至大于或等于215°F的温度,其中,所述加热器电缆部分的至少一部分被热联接至与所述包含流体的结构相邻的第二流体中;和
至少一个冷端引线部分,所述至少一个冷端引线部分被电联接至所述加热器电缆部分并延伸通过所述地下环境的至少一个非目标区域从而将电能输送至所述加热器电缆部分,所述冷端引线部分被构造以便产生小于所述加热器电缆热输出的冷端引线热输出。
10.根据权利要求9所述的系统,其中所述包含流体的结构包括产油管道,且其中所述包含流体的结构内的所述流体包括油。
11.根据权利要求10所述的系统,其中所述加热器电缆部分被定位以便施加所述加热器电缆热输出从而使与所述包含流体的结构相邻的第二流体气化。
12.根据权利要求11所述的系统,其中所述加热器电缆部分被至少部分地设置在所述第二流体中。
13.根据权利要求9所述的系统,其中所述加热器电缆部分通过大体上呈圆柱形的套筒被联接至所述产油管道,所述大体上呈圆柱形的套筒被设置在所述产油管道的至少一部分的周围。
14.根据权利要求9所述的系统,其中所述至少一个所述冷端引线部分具有大于或等于700米的长度。
15.根据权利要求9所述的系统,其中所述至少一个冷端引线部分被构造以使其消耗的功率小于或等于所述至少一个加热器电缆部分所消耗功率的10%。
16.根据权利要求9所述的系统,其中所述至少一个冷端引线部分被构造以使得所述冷端引线部分上的电压降小于或等于所述至少一个冷端引线部分和所述至少一个加热器电缆部分上的总电压降的15%。
17.一种提高由产油管道生产的油产量的方法,所述方法包括:
使至少一个冷端引线电缆部分与至少一个加热器电缆部分实现电联接,所述冷端引线部分被构造以便产生比所述加热器电缆热输出更小的冷端引线热输出;
将所述冷端引线电缆部分和所述加热器电缆部分定位在所述产油管道外部;并且
通过所述冷端引线电缆部分将电能输送至所述加热器电缆部分以使与所述产油管道相邻的流体气化且由此对所述产油管道中的油进行加热,其中,所述加热器电缆部分的至少一部分被热联接至所述流体中。
18.根据权利要求17所述的方法,其中所述输送电能的步骤包括通过所述冷端引线电缆部分将电能输送至所述加热器电缆部分以使与所述产油管道相邻的所述流体气化且由此将所述产油管道中的油加热至大于或等于200°F的温度。
19.根据权利要求17所述的方法,其中所述至少一个冷端引线部分被构造以使其消耗的功率小于或等于所述至少一个加热器电缆部分所消耗功率的10%。
20.根据权利要求17所述的方法,其中所述至少一个冷端引线部分被构造以使得所述冷端引线部分上的电压降小于或等于所述至少一个冷端引线部分和所述至少一个加热器电缆部分上的总电压降的15%。
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