用于连续偶极天线的双轴输电线路制造技术

一种偶极天线，其可以通过利用非导电磁珠包围连续导体的一部分，并接着横跨非导电磁珠向连续导体应用电源来创建。非导电磁珠在导体中不需要中断或间隙的情况下创建驱动间断部。电源可以利用各种优选屏蔽构造来连接至或应用至连续导体，这种屏蔽构造包括：同轴或孪轴插入或偏置馈电部、三轴插入馈电部、或双轴偏置馈电部。第二非导电磁珠可以定位成包围连续导体的第二部分，以在第一非导电磁珠的任一侧上有效地创建两个几乎等长的偶极天线部。这些非导电磁珠可以由各种非导电磁性材料组成，并且被预先成形以供环绕导体的安装，或者在地下应用中环绕导体注入。可以实现碳氢化合物矿的电磁加热。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及能量传输线路。具体来说，本专利技术涉及非常适于传输在用于利用诸如油井管道的连续导体作为偶极天线来发送用于加热的射频(“RF”)能量的有利装置和方法中使用的电功率的屏蔽双轴传输线路。
技术介绍
随着世界标准原油储备的枯竭，和针对石油的持续需求导致油价上升，石油生产者尝试从浙青矿、油砂、柏油砂、以及重油沉积物中加工碳氢化合物。这些材料通常在砂或粘土的天然混合物中找得到。因为浙青矿、油砂、油页岩、柏油砂以及重油的极高粘度，所以在提取标准原油中使用的钻探和提炼方法通常不可用。因此，从这些沉积物中回收石油需要加热，以从其它地质材料中分离碳氢化合物并且保持碳氢化合物处于它们将流动的温度。通常使用蒸汽在已知为蒸汽辅助重力泄油系统(或SA⑶系统)中提供这种热。电和RF·加热有时也被采用。加热和加工可以就地发生，或者在露天开采沉积物之后在另一位置发生。通过现有RF系统来加热地下重油支承地层因匹配电源(发射器)的阻抗与被加热的异质材料的阻抗的传统方法而效率低下，不稳定的加热导致被加热材料中的无法接受的热梯度，电极/天线的低效间距，针对被加热材料的差电气耦合，要通过由现有天线发射的能量和因所使用天线形式和频率而造成的发射频率来加热的材料的有限渗透。用于对地下地层中的重油的现有RF加热的天线通常为偶极天线。美国专利no. 4140179和no. 4508168公开了定位在地下重油沉积物内以加热那些沉积物的现有偶极天线。偶极天线阵列列已经被用于加热地下地层。美国专利no. 4196329公开了一种被异相驱动来加热地下地层的偶极天线阵列列。
技术实现思路
在偶极天线的输电线路处频繁生成磁场和电场。一般来说，地下地层中的覆盖层通常比矿石更导电。由此，通过用于RF加热的输电线路向覆盖层施加电场和磁场可以优选地传导至该覆盖层，而非目标地层。本专利技术的一方面是一种用于向连续偶极天线供电的方法。交流电源电连接至变压器的初级侧。第一同轴馈电线的内导体电连接在该变压器的次级侧与线性导体中的驱动间断部的第一侧之间。该第一同轴馈电线包括内导体和外护套。第二同轴馈电线的内导体电连接在该变压器的次级侧与线性导体的驱动间断部的第二侧之间。该第二同轴馈电线包括内导体和外护套。第一和第二同轴馈电线的内导体通过电容器电连接。该变压器的次级侧电连接至第一同轴馈电线的外护套和第二同轴馈电线的外护套。该方法的线性导体可以是连续的，并且该驱动间断部是非导电磁珠。该非导电磁珠可以包括铁氧体、磁性氧化物、磁铁矿、铁粉、铁片、硅钢颗粒、具有表面绝缘体涂层的五羟基戊铁粉末，或这些中的两个或更多个的组合。而且，该连续线性导体可以由油井管道组成。本专利技术的另一方面是一种用于向连续偶极天线供电的方法。交流电源电连接至变压器的初级侧。第一同轴馈电线的内导体电连接在该变压器的次级侧与第一线性导体之间。该第一同轴馈电线包括内导体和外护套。第二同轴馈电线的内导体电连接在该变压器的次级侧与第二线性导体之间。该第二同轴馈电线包括内导体和外护套。该第二线性导体通常与第一线性导体平行定位。第一和第二同轴馈电线的内导体通过电容器电连接。该变压器的次级侧电连接至第一同轴馈电线的外护套和第二同轴馈电线的外护套。该方法中的第一线性导体和第二线性导体可以由油井管道组成。本专利技术的另一方面是一种用于向连续偶极天线供电的装置。该装置包括具有驱动间断部的线性导体、交流电源、以及第一同轴馈电线。该第一同轴馈电线包括内导体和外护套。该装置还包括第二同轴馈电线。该第二同轴馈电线包括内导体和外护套。该装置还包括具有初级侧和次级侧的变压器。该变压器的初级侧电连接至该交流电源。该变压器的次级侧通过第一同轴馈电线的内导体电连接至驱动间断部的第一侧上的线性导体。变压器的次级侧通过第二同轴馈电线的内导体电连接至驱动间断部的第二侧上的线性导体。第一和第二同轴馈电线的内导体通过电容器电连接。变压器的次级侧电连接至第一同轴馈电线的外护套和第二同轴馈电线的外护套。装置的线性导体可以是连续的，并且驱动间断部是非导电磁珠。非导电磁珠可以包括铁氧体、磁性氧化物、磁铁矿、铁粉、铁片、硅钢颗粒、具有表面绝缘体涂层的五羟基戊铁粉末，或这些中的两个或更多个的组合。而且，连续线性导体可以由油井管道组成。本专利技术的又一方面是一种用于向连续偶极天线供电的装置。该装置包括第一线性导体；第二线性导体；交流电源，以及第一同轴馈电线。第一同轴馈电线包括内导体和外·护套。该装置还包括第二同轴馈电线。第二同轴馈电线包括内导体和外护套。该装置还包括具有初级侧和次级侧的变压器。变压器的初级侧电连接至交流电源。变压器的次级侧通过第一同轴馈电线的内导体电连接至第一线性导体。变压器的次级侧通过第二同轴馈电线的内导体电连接至第二线性导体。第一和第二同轴馈电线的内导体通过电容器电连接。变压器的次级侧电连接至第一同轴馈电线的外护套和第二同轴馈电线的外护套。该装置中的第一线性导体和第二线性导体可以由油井管道组成。根据本公开，将清楚本专利技术的其它方面。附图说明图I描绘了典型现有技术偶极天线。图2描绘了本专利技术的连续偶极天线的一实施例。图3描绘了因无屏蔽传输线路而造成的加热。图4描绘了利用油井管道和同轴偏置馈电部的本专利技术的连续偶极天线的实施例。图5描绘了利用油井管道和孪轴偏置馈电部的本专利技术的连续偶极天线的实施例。图6描绘了利用SAGD井管道和同轴插入馈电部的本专利技术的连续偶极天线的实施例。图7描绘了利用SAGD井管道和孪轴插入馈电部的本专利技术的连续偶极天线的实施例。图8描绘了利用油井管道和三轴插入馈电部的本专利技术的连续偶极天线的实施例。图9描绘了利用油井管道和双轴插入馈电部的本专利技术的连续偶极天线的实施例。图9a描绘了根据图9的双轴馈电部的电流。图9b描绘了利用油井管道和双轴馈电部的本专利技术的连续偶极天线的另一实施例。图9c描绘了在表面处具有两个分离AC源的天线阵列。图10描绘了本专利技术的连续偶极天线的实施例的电路等效模型。图11描绘了根据本专利技术的连续偶极天线的示例性磁珠的自阻抗。图12描绘了根据本专利技术的连续偶极天线的针对连续偶极天线井在时间t=0时的·示例性初始加热速率图案。图13描绘了示例性井的简化温度图。具体实施例方式下面，对本公开的主题进行更全面描述，并且示出了本专利技术的一个或多个实施例。然而，本专利技术可以按许多不同形式具体实施，并且不应视为对在此阐述的实施方式进行限制。相反，这些实施例是本专利技术的示例，其具有通过权利要求书的语言所表明的全部范围。本专利技术的连续偶极天线提供了一种在导体中采用非导电磁珠而非断口或间隙的形式的驱动间断部。由此，本专利技术的连续偶极天线在其中诸如管道的导体必须不包含断口或间隙并且必须已经放置在用于天线放置的希望地点处或其附近的应用中特别有用。油井就是这种应用。新的或现有油井管道可以利用本专利技术的连续偶极天线，并且非导电磁珠可以被预先成形为环绕油井管道放置，或者环绕管道就地注入。这消除了对分离的天线阵列的需要，和与这种分离的阵列相关联的各种问题中的一些问题。本专利技术的双轴传输线路可以采用两个连续同轴线缆，以提供通过覆盖层的屏蔽的传输线，以防止因不必要施加从输电线路发出的电场和磁场而造成的其中的加热。连续金属性同轴护套的壁厚度比RF趋肤深度(skin d印th)大得多，以使磁场和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.06.22 US 12/820,8141.一种用于向连续偶极天线供电的装置，该装置包括 线性导体，该线性导体具有驱动间断部； 交流电源； 第一同轴馈电线，该第一同轴馈电线包括第一内导体和第一外护套； 第二同轴馈电线，该第二同轴馈电线包括第二内导体和第二外护套；以及 变压器，该变压器具有初级侧和次级侧，变压器的初级侧电连接至交流电源，变压器的次级侧通过第一内导体电连接至驱动间断部的第一侧上的线性导体，并且变压器的次级侧通过第二内导体电连接至驱动间断部的第二侧上的线性导体； 其中，第一内导体和第二内导体通过电容器电连接；并且 变压器的次级侧电连接至第一外护套和第二外护套。2.根据权利要求I所述的装置，其中，线性导体是连续的，并且驱动间断部是非导电磁珠。3.根据权利要求2所述的装置，其中，非导电磁珠由以下至少一种组成铁氧体、磁性氧化物、磁铁矿、铁粉、铁片、硅钢颗粒、以及具有表面绝缘体涂层的五羟基戊铁粉末。4.根据权利要求2所述的装置，其中，连续线性导体由油井管道组成。5.一种用于向连续偶极天线供电的装置，该装置包括 第一线性导体； 第二线性导体； 交流电源； 第一同轴馈电线，该第一同轴馈电线包括第一内导体和第一外护套...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·E·帕斯切，
申请(专利权)人：哈里公司，
类型：
国别省市：