JPS6210702B2 - - Google Patents
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- JPS6210702B2 JPS6210702B2 JP57149609A JP14960982A JPS6210702B2 JP S6210702 B2 JPS6210702 B2 JP S6210702B2 JP 57149609 A JP57149609 A JP 57149609A JP 14960982 A JP14960982 A JP 14960982A JP S6210702 B2 JPS6210702 B2 JP S6210702B2
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- insulator
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- resin
- oil
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- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Organic Insulating Materials (AREA)
- Processes Specially Adapted For Manufacturing Cables (AREA)
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
Description
この発明は、炭化水素地下資源電気加熱用電極
装置の導管の製造方法に関するもので、さらに詳
しくいうと、電気加熱法により炭化水素系地下資
源を採取する際に用いられる電気絶縁被覆された
導管の製造方法に関するものである。
本願明細書において、炭化水素地下資源とはオ
イルサンドまたはタールサンドに含まれるビチユ
ーメン(Bitumen)のことをいい、以下特記しな
い限りオイルという。
近年、石油資源の高騰に伴い、カナダ、ベネズ
エラ等の地下に埋蔵されているオイルサンド層か
らオイル分を採取することが本格的に検討されつ
つある。このオイルサンド層は通常地下数百メー
トルの地中に厚さ約50m程度の層をなして存在す
るが、このオイルは粘度が高いため常温で汲み上
げて採取することができず、それゆえ従来はオイ
ルサンド層に加熱水蒸気を注入してオイル分の温
度を上昇させ、その粘度を低下させて汲み上げる
方法が採用されていた。しかしながらこの方法で
は効率が悪く高価となるため、より生産性の高い
方法として、先端部に電極部を有する導管(鋼管
またはステンレス管)をその電極部がオイルサン
ド層に位置するように埋設し、そのような採油用
導管2本を約30〜200mの間隔で設置し、両電極
間に数百〜数千ボルトの電圧を印加し、ジユール
熱によりオイルサンド層の温度を上昇させ、オイ
ルの粘度を低下させて採油する方法が提案され
た。
ここで、オイルサンド層の比抵抗は上部地層の
比抵抗よりも数倍高いため、導管の地層部に埋設
される部分を電気絶縁体で被覆し、電流が上部地
層を流れないようにしなければならない。もし電
気絶縁体で被覆しないと電流は地層部を流れ、オ
イルサンド層に埋設した電極間には流れなくなる
からである。従つてこのような特殊な条件下での
使用に耐え得る電気絶縁体を被覆した導管を開発
する要求が急激に高まつてきている。
この電気絶縁体が具備しなければならない特性
としては、
(A) 常温はもちろんオイルサンド層のオイル粘度
を低下させうる温度(約300℃)においても数
百〜数千ボルトの耐電圧特性並びに少くとも
106Ω−cm以上の体積固有抵抗値を有するこ
と、
(B) オイルサンド中に含まれている水がオイルサ
ンド層の粘度を低下させうる温度(約300℃)
に加熱されるため約300℃の熱水に耐え得るこ
と、および
(C) 電極を懸垂できる機械的強度並びに導管の先
端に懸垂した電極を埋設穴を通してオイルサン
ド層に埋設する際、穴壁に接触して破損しない
程度の機械的衝撃強度を有すること、
等が要求される。
従来、上述の目的で、電気絶縁体としてポリエ
チレン樹脂、ナイロン樹脂、エポキシ樹脂等の使
用が試みられたが、ポリエチレン樹脂では熱に弱
く100℃以下で融解してしまい、ナイロン樹脂は
熱水に弱く100℃前後で加水分解を起こす。また
エポキシ樹脂も150℃前後で加水分解を起こし電
気絶縁性が低下する等、実用性に乏しい状況であ
つた。
この発明は、以上の事情に着目してなされたも
ので、前記(A)〜(C)のすべての条件を具備した炭化
水素地下資源電気加熱用電極装置の導管の製造方
法を提供することを目的とするものである。
かかる目的に鑑み、本発明者らは、鋭意研究を
重ねた結果、350〜380℃に予熱された金属性導管
の外周面に、380℃における溶融粘度が1400〜
2000ポイズで、粒径が10〜100μmの粉体状のポ
リエーテルエーテルケトン樹脂を静電塗装法によ
り付着させて350〜380℃で溶融させて導管表面に
その樹脂被覆を形成させた導管が前記(A)〜(C)のす
べての特性を具備することを見出し、この発明を
完成するに至つた。
以下、この発明について詳述する。
この発明に用いるポリエーテルエーテルケトン
樹脂としては、例えば次の化学構造式で表わさ
れ、英国イムペリアル・ケミカル・インダストリ
ーズ社によつて開発された芳香族ポリエーテルエ
ーテルケトン類があげられる。:
このポリエーテルエーテルケトン樹脂は粉体状
であり、静電塗装法により付着させて被覆できる
という利点を有する。この樹脂の粒径は10〜100
μm、好ましくは20〜70μmの粉体が用いられ
る。粒径が10μmより小さい場合は粉体が凝集
し、粉体を一様に付着させることができない。ま
た粒径が100μmより大きい場合は、粉体を付着
させた後、加熱溶融させたときに平担な被覆とな
らず、絶縁体の内部に気泡を巻き込み、耐熱水性
および電気特性の優れた絶縁体を得ることはでき
ない。
この樹脂の380℃における溶融粘度は1400〜
2000ポイズのものが用いられる。380℃の溶融粘
度が2000ポイズより大きい場合は、粉体塗装時の
金属性導管の予熱温度および加熱溶融温度を高く
することおよび加熱溶融時間を長くする必要があ
り、そのため金属性導管が酸化され、ポリエーテ
ルエーテルケトン樹脂が劣化され、耐熱水性およ
び電気特性の優れた絶縁体を得ることができな
い。380℃の溶融粘度が1400ポイズより小さい場
合は、粉体を付着させた後加熱溶融させたとき
に、樹脂が導管面から滴下して、平担で一様な被
膜とならず、耐熱水性および電気特性の優れた絶
縁体を得ることができない。
金属導管としては、たとえば耐食性に優れ、良
好な電気伝導性を有する鋼管またはステンレスス
チール管が好適である。そうして導管は350〜380
℃に予熱される。導管を予熱しない場合および予
熱温度が350℃より低い場合は、ポリエーテルエ
ーテルケトン樹脂の被膜と導管との融着強度が小
さく熱水中に放置したのちは、導管から絶縁被膜
が剥離する。予熱温度が380℃より高い場合は、
粉体を付着させたとき溶融流動が大きく、平担で
一様な被膜とならず耐熱水性および電気特性の優
れた絶縁体を得ることができない。
静電粉体塗装法で付着させるポリエーテルエー
テルケトン樹脂の粉体は350〜380℃の温度で加熱
溶融させる。溶融温度が350℃より低い場合は、
ポリエーテルエーテルケトン樹脂の溶融流動が不
十分であり一様な被膜とならず、絶縁体の内部に
気泡を巻き込み、耐熱水性および電気特性の優れ
た絶縁体を得ることはできない。溶融温度が380
℃より高い場合は、ポリエーテルエーテルケトン
樹脂の溶融流動が大きく、導管面から滴下し、平
担で一様な被膜とならず、耐熱水性および電気特
性の優れた絶縁体を得ることができない。
次に、この発明によつて電気絶縁を施された導
管の実施態様について図を参照して述べる。
第1図は電気絶縁被覆された導管の先端部の部
分縦断面図であり、図に示すように電極1を接続
した金属性導管2の外周面上に静電粉体塗装法に
よりポリエーテルエーテルケトン樹脂の絶縁体3
が被覆される。
一般に導管2の長さは約200〜約600mが必要で
あるが、通常の鋼管やステンレス管などの1本当
りの長さは5〜50mであるため、オイルサンド層
にその先端を挿入する場合には導管を接合しなが
ら挿入される。
第2図は電気絶縁被覆された導管の接合部の部
分縦断面図であり、図に示すように、ポリエーテ
ルエーテルケトン樹脂の絶縁体3aを被覆された
導管2aとポリエーテルエーテルケトン樹脂の絶
縁体3bを被覆された導管2bとを接合する場
合、それぞれの導管2aおよび2bの端部にテー
パネジ5を切り、カツプリング4を用いて接合さ
れる。その場合、接合部からの漏電を防止するた
めに、接合部すなわちカツプリング4の表面と導
管端部にわたつてさらにポリエーテルエーテルケ
トン樹脂の絶縁体3cを被覆する。
次に、この発明のポリエーテルエーテルケトン
電気絶縁体の被覆方法およびその性質について、
いくつかの実施例および比較例をあげてより詳細
に説明するが、この発明はそれらの実施例のみに
限定されるものではない。
実施例 1
粒径20〜70μmに調製した380℃における溶融
粘度が1400〜2000ポイズの前記の構造式を有する
英国インペリアル・ケミカル・インダストリーズ
社製の芳香族ポリエーテルエーテルケトン樹脂の
粉末を、370℃に予熱した金属製導管に静電塗装
法により付着させ、370℃で10分間加熱溶融し、
導管外周面に膜厚0.3mmのポリエーテルエーテル
ケトン樹脂の被膜を形成させた。静電塗装と加熱
溶融の操作をさらに3回(合計4回)繰り返し実
施して所望の導管用絶縁体を得た。
得られた絶縁体の25℃における付着強度(Kg/
cm2)と耐電圧値(kV/mm)およびその絶縁体を
300℃の熱水に500時間浸漬後、25℃で測定した付
着強度と耐電圧値を第1表に実施例1として示し
た。
実施例 2〜8
金属製導管の予熱温度およびポリエーテルエー
テルケトン樹脂の加熱溶融条件を第1表の各実施
例に示すものに変え、他は実施例1と同様にして
導管外周面に電気絶縁体を形成させ、得られた電
気絶縁体の特性を第1表に実施例2〜8として示
した。
比較例 1〜4
金属製導管の予熱温度および加熱溶融条件が以
上の実施例と異なり、他は実施例1と同様にして
導管外周面に電気絶縁体を形成させ、得られた電
気絶縁体の特性を第1表に比較例1〜4として示
した。
比較例 5〜7
第2表には粒径がこの発明の範囲外のポリエー
テルエーテルケトン樹脂粉末を用い、他は実施例
1と同様にして導管外周面に電気絶縁体を形成さ
せ、得られた電気絶縁体の特性を第2表に比較例
5〜7として示した。
比較例 8〜9
第3表には粘度がこの発明の範囲外のポリエー
テルエーテルケトン樹脂粉末を用い、他は実施例
1と同様にして導管外周面に電気絶縁体を形成さ
せ、得られた電気絶縁体の特性を第3表に比較例
8〜10として示した。
The present invention relates to a method for manufacturing a conduit for an electrode device for electrically heating underground hydrocarbon resources, and more specifically, the present invention relates to a method for manufacturing a conduit for an electrode device for electrically heating underground hydrocarbon resources. This relates to a manufacturing method. In the present specification, hydrocarbon underground resources refer to bitumen contained in oil sands or tar sands, and are hereinafter referred to as oil unless otherwise specified. In recent years, with the rise in the price of oil resources, serious consideration is being given to extracting oil from oil sand layers buried underground in countries such as Canada and Venezuela. This oil sand layer normally exists several hundred meters underground as a layer approximately 50 meters thick, but due to the high viscosity of this oil, it cannot be extracted by pumping it up at room temperature. The method used was to inject heated steam into the oil sand layer to raise the temperature of the oil, lower its viscosity, and then pump it. However, this method is inefficient and expensive, so a more productive method is to bury a conduit (steel pipe or stainless steel pipe) with an electrode at its tip so that the electrode is located in the oil sand layer. Two such oil extraction conduits are installed approximately 30 to 200 meters apart, and a voltage of several hundred to several thousand volts is applied between the two electrodes to raise the temperature of the oil sand layer by Joule heat, which increases the viscosity of the oil. A method of extracting oil by lowering the amount of oil was proposed. Since the resistivity of the oil sand layer is several times higher than that of the upper stratum, it is necessary to cover the part of the conduit buried in the stratum with an electrical insulator to prevent current from flowing through the upper stratum. It won't happen. This is because if it is not covered with an electrical insulator, current will flow through the strata and will not flow between the electrodes buried in the oil sand layer. Accordingly, there is a rapidly increasing need to develop conduits coated with electrical insulators that can withstand use under these special conditions. The characteristics that this electrical insulator must have are (A) withstand voltage characteristics of several hundred to several thousand volts, not only at room temperature but also at temperatures that can reduce the viscosity of oil in the oil sand layer (approximately 300°C); friend
( B ) A temperature at which the water contained in the oil sand can reduce the viscosity of the oil sand layer (approximately 300°C).
(C) Mechanical strength that allows the electrode to be suspended; It is required to have sufficient mechanical impact strength to prevent damage from contact. Conventionally, attempts have been made to use polyethylene resin, nylon resin, epoxy resin, etc. as electrical insulators for the above purpose, but polyethylene resin is sensitive to heat and melts at temperatures below 100°C, while nylon resin is sensitive to hot water. Hydrolysis occurs at around 100℃. Furthermore, epoxy resins also undergo hydrolysis at around 150°C, resulting in decreased electrical insulation properties, making them impractical. This invention was made in view of the above circumstances, and aims to provide a method for manufacturing a conduit for an electrode device for electric heating of hydrocarbon underground resources, which satisfies all of the conditions (A) to (C) above. This is the purpose. In view of this purpose, the present inventors have conducted extensive research and found that the outer circumferential surface of a metal conduit preheated to 350 to 380°C has a melt viscosity of 1400 to 1,400 at 380°C.
The above-mentioned conduit is made by applying powdered polyetheretherketone resin with a particle size of 10 to 100 μm at 2000 poise by electrostatic coating and melting it at 350 to 380°C to form a resin coating on the conduit surface. It was discovered that the present invention possesses all of the characteristics (A) to (C), and the present invention was completed. This invention will be described in detail below. Examples of the polyetheretherketone resin used in the present invention include aromatic polyetheretherketones represented by the following chemical structural formula and developed by Imperial Chemical Industries Ltd. in the UK. : This polyetheretherketone resin is in powder form and has the advantage that it can be applied and coated by electrostatic coating. The particle size of this resin is 10-100
Powders with a diameter of μm, preferably 20 to 70 μm, are used. If the particle size is smaller than 10 μm, the powder will aggregate and it will not be possible to adhere the powder uniformly. In addition, if the particle size is larger than 100 μm, when the powder is applied and then heated and melted, it will not form a flat coating, and air bubbles will be trapped inside the insulator, resulting in an insulator with excellent hot water resistance and electrical properties. You can't get a body. The melt viscosity of this resin at 380℃ is 1400~
2000 poise is used. If the melt viscosity at 380℃ is greater than 2000 poise, it is necessary to increase the preheating temperature and heating melting temperature of the metallic conduit during powder coating, and to increase the heating melting time, which may cause the metallic conduit to be oxidized. , the polyetheretherketone resin deteriorates, and an insulator with excellent hot water resistance and electrical properties cannot be obtained. If the melt viscosity at 380°C is less than 1400 poise, when the powder is applied and then heated and melted, the resin will drip from the pipe surface and the film will not be flat and uniform, resulting in poor hot water resistance and It is not possible to obtain an insulator with excellent electrical properties. As the metal conduit, for example, a steel pipe or a stainless steel pipe, which has excellent corrosion resistance and good electrical conductivity, is suitable. Then the conduit is 350-380
Preheated to ℃. If the conduit is not preheated or the preheating temperature is lower than 350° C., the strength of the fusion between the polyetheretherketone resin coating and the conduit is low, and the insulating coating will peel off from the conduit after it is left in hot water. If the preheating temperature is higher than 380℃,
When the powder is deposited, the melt flow is large and the film is not flat and uniform, making it impossible to obtain an insulator with excellent hot water resistance and electrical properties. The polyetheretherketone resin powder to be applied by electrostatic powder coating is heated and melted at a temperature of 350 to 380°C. If the melting temperature is lower than 350℃,
The melt flow of the polyether ether ketone resin is insufficient, and a uniform coating is not formed, causing air bubbles to be drawn into the interior of the insulator, making it impossible to obtain an insulator with excellent hot water resistance and electrical properties. Melting temperature is 380
If the temperature is higher than .degree. C., the melt flow of the polyetheretherketone resin is large, and it drips from the conduit surface, resulting in an uneven coating, making it impossible to obtain an insulator with excellent hot water resistance and electrical properties. Next, embodiments of a conduit electrically insulated according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a partial vertical cross-sectional view of the tip of a conduit coated with electrical insulation. Ketone resin insulator 3
is coated. Generally, the length of the conduit 2 is required to be about 200 to about 600 m, but since the length of one ordinary steel pipe or stainless steel pipe is 5 to 50 m, when inserting the tip into the oil sand layer is inserted while joining the conduit. FIG. 2 is a partial longitudinal cross-sectional view of a joint portion of a conduit coated with electrical insulation. When joining the body 3b to the covered conduit 2b, taper threads 5 are cut at the ends of each of the conduits 2a and 2b, and the coupling is performed using the coupling ring 4. In that case, in order to prevent electrical leakage from the joint, the joint, that is, the surface of the coupling 4 and the end of the conduit are further coated with an insulator 3c of polyether ether ketone resin. Next, regarding the coating method and properties of the polyetheretherketone electrical insulator of the present invention,
The present invention will be described in more detail with reference to some Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples. Example 1 Powder of an aromatic polyetheretherketone resin manufactured by Imperial Chemical Industries Ltd. in the UK having the above structural formula and having a melt viscosity of 1400 to 2000 poise at 380°C and prepared to a particle size of 20 to 70 μm was heated at 370°C. It was applied by electrostatic coating to a preheated metal conduit, heated and melted at 370℃ for 10 minutes,
A polyetheretherketone resin film with a thickness of 0.3 mm was formed on the outer peripheral surface of the conduit. The electrostatic coating and heating and melting operations were repeated three more times (four times in total) to obtain a desired conduit insulator. Adhesive strength of the obtained insulator at 25℃ (Kg/
cm 2 ), withstand voltage value (kV/mm) and its insulator.
The adhesion strength and withstand voltage values measured at 25°C after being immersed in hot water at 300°C for 500 hours are shown in Table 1 as Example 1. Examples 2 to 8 The preheating temperature of the metal conduit and the heating and melting conditions of the polyether ether ketone resin were changed to those shown in each example in Table 1, and the other conditions were the same as in Example 1, but electrical insulation was applied to the outer peripheral surface of the conduit. The properties of the electrical insulators obtained are shown in Table 1 as Examples 2 to 8. Comparative Examples 1 to 4 The preheating temperature and heating and melting conditions for the metal conduit were different from those in the above examples, but otherwise an electric insulator was formed on the outer peripheral surface of the conduit in the same manner as in Example 1. The characteristics are shown in Table 1 as Comparative Examples 1 to 4. Comparative Examples 5 to 7 Table 2 shows the results obtained by forming an electrical insulator on the outer circumferential surface of a conduit in the same manner as in Example 1, except that polyetheretherketone resin powder having a particle size outside the range of the present invention was used. The properties of the electrical insulators are shown in Table 2 as Comparative Examples 5 to 7. Comparative Examples 8 to 9 Table 3 shows the results obtained by forming an electrical insulator on the outer peripheral surface of the conduit in the same manner as in Example 1, except that polyetheretherketone resin powder whose viscosity was outside the range of the present invention was used. The properties of the electrical insulators are shown in Table 3 as Comparative Examples 8 to 10.
【表】【table】
【表】【table】
【表】
以上、第1表、第2表および第3表に記載した
結果から明らかなように、この発明によつて電気
絶縁被覆された導管は、その絶縁体が電気的性
質、機械的性質および耐熱水性に優れており、電
気加熱法により炭化水素系地下資源を採取するた
めに用いる導管として好適なものである。[Table] As is clear from the results described in Tables 1, 2, and 3 above, the conduit coated with electrical insulation according to the present invention has electrical properties and mechanical properties. It also has excellent hot water resistance and is suitable as a conduit used for extracting hydrocarbon underground resources by electric heating.
第1図はこの発明によつて電気絶縁被覆された
導管の先端部の部分縦断面図、第2図は第1図の
導管の接合部の部分縦断面図である。
1……電極、2,2aおよび2b……導管、
3,3aおよび3c……電気絶縁層。
FIG. 1 is a partial vertical cross-sectional view of the distal end of a conduit coated with electrical insulation according to the present invention, and FIG. 2 is a partial vertical cross-sectional view of the joint of the conduit shown in FIG. 1... Electrode, 2, 2a and 2b... Conduit,
3, 3a and 3c...electrical insulating layer.
Claims (1)
に、粒径が10〜100μmで380℃における溶融粘度
が1400〜2000ポイズのポリエーテルエーテルケト
ン樹脂を静電塗装法により付着させたのち350〜
380℃で融着することを特徴とする炭化水素地下
資源電気加熱用電極装置の導管の製造方法。1. A polyether ether ketone resin with a particle size of 10 to 100 μm and a melt viscosity of 1400 to 2000 poise at 380 °C is adhered to the outer peripheral surface of a metal conduit that has been preheated to 350 to 380 °C by electrostatic coating. 350~
A method for manufacturing a conduit for an electrode device for electric heating of hydrocarbon underground resources, characterized by being fused at 380°C.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57149609A JPS5939373A (en) | 1982-08-26 | 1982-08-26 | Manufacture of conduit of electrode apparatus for electrically heating underground hydrocarbon resources |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57149609A JPS5939373A (en) | 1982-08-26 | 1982-08-26 | Manufacture of conduit of electrode apparatus for electrically heating underground hydrocarbon resources |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5939373A JPS5939373A (en) | 1984-03-03 |
| JPS6210702B2 true JPS6210702B2 (en) | 1987-03-07 |
Family
ID=15478942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57149609A Granted JPS5939373A (en) | 1982-08-26 | 1982-08-26 | Manufacture of conduit of electrode apparatus for electrically heating underground hydrocarbon resources |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5939373A (en) |
-
1982
- 1982-08-26 JP JP57149609A patent/JPS5939373A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5939373A (en) | 1984-03-03 |
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