JPS6260559B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6260559B2 JPS6260559B2 JP17522681A JP17522681A JPS6260559B2 JP S6260559 B2 JPS6260559 B2 JP S6260559B2 JP 17522681 A JP17522681 A JP 17522681A JP 17522681 A JP17522681 A JP 17522681A JP S6260559 B2 JPS6260559 B2 JP S6260559B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oil
- hydrocarbon
- insulator
- pipe joint
- underground resources
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Landscapes
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は炭化水素系地下資源を電気加熱する
場合に使用する電極装置に係る。さらに詳しくい
えば、地中に存在する高粘度、低流動性の炭化水
素を井戸から生産するに際して、当該炭化水素の
流動性を高めるために、地中に通電し加熱するた
めに使用する電極装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an electrode device used for electrically heating hydrocarbon underground resources. More specifically, when producing hydrocarbons with high viscosity and low fluidity that exist underground from wells, an electrode device is used to heat and energize the underground in order to increase the fluidity of the hydrocarbons. It is related to.
ここでいう「炭化水素」とは、ペトロリウムま
たはオイル、オイルサンド(タールサンドともよ
ばれる)に含まれるビチユーメン(Bitumen)、
オイルシエルに含まれるケロゲン(Kerogen)を
指し、以下簡略化のためこれら炭化水素をオイル
と呼ぶことにする。また、「生産」とは、自噴、
汲出し、流体移送など油井から流動性のオイルを
取出すことをいう。 "Hydrocarbons" here refer to petroleum or oil, bitumen contained in oil sands (also called tar sands),
It refers to kerogen contained in oil shells, and for the sake of simplicity, these hydrocarbons will be referred to as oil below. In addition, “production” refers to artesian,
Refers to the extraction of fluid oil from an oil well, such as pumping or fluid transfer.
地中に存在するオイルが流動性を有する場合
は、地表より油層に到達する井戸を堀り、油層に
共存するガス圧による自噴、あるいはポンプによ
る汲上げ、あるいは一方の井戸より塩水等の液体
を圧入し他方の井戸から流出させるなどの方法で
オイルを生産することが可能である。しかし、地
中のオイルの流動性が低い場合は、オイルが流動
するための手段を講じなければ生産できない。オ
イルを流動させる為の一般的な方法は、加熱によ
りオイルの粘度を低下させる方法で、流動化に適
した温度はオイルの個々の性状により異なるが、
地中の油層を加熱する必要が生ずる。 If the oil existing underground has fluidity, a well is dug to reach the oil layer from the surface of the earth, and a liquid such as salt water is pumped out by self-injection using the pressure of the gas coexisting in the oil layer, pumped up, or liquid such as salt water is pumped from one well. It is possible to produce oil by injecting it into one well and letting it flow out of the other well. However, if the fluidity of underground oil is low, production cannot be achieved unless measures are taken to make the oil fluid. A common method for fluidizing oil is to reduce the viscosity of the oil by heating.The temperature suitable for fluidizing varies depending on the individual properties of the oil, but
It becomes necessary to heat the underground oil layer.
油層の加熱方法として、熱水の注入、高温高圧
水蒸気の注入、地中通電、地中燃焼法(地中の油
層に着火させ空気を送り燃焼させる)、爆薬の利
用などが提唱されているが、後二者は制御が難し
く一般性に乏しい。 Possible methods for heating oil layers include injection of hot water, injection of high-temperature, high-pressure steam, underground electrification, underground combustion (igniting the underground oil layer and blowing air to burn it), and the use of explosives. , the latter two are difficult to control and lack generality.
熱水あるいは高温高圧水蒸気注入法は、油層を
加熱しオイルの流動性を高めると同時に流動化し
たオイルを地表へ流出させることも可能である
が、油層に裂け目などの通過抵抗の低い個所が存
在すると、その個所ばかりを通り抜け全体に拡散
しないおそれがあり、反対に油層が固く緻密な場
合は熱水あるいは蒸気が拡散せず温度が上昇しが
たい。 Hot water or high-temperature, high-pressure steam injection methods can heat the oil layer to increase the fluidity of the oil and at the same time allow the fluidized oil to flow to the surface, but there are places in the oil layer with low passage resistance, such as cracks. If this happens, there is a risk that the oil will pass through only that area and not diffuse throughout the area.On the other hand, if the oil layer is hard and dense, hot water or steam will not diffuse and the temperature will be difficult to rise.
通電加熱法は油層に複数の井戸を堀り、これら
井戸に電極を設置し、各電極間に電位差を与えて
油層の導電性を利用して加熱するので、油層に裂
け目があつたり、あるいは固く緻密であつても全
体を加熱しやすい利点がある。しかし、流動化し
たオイルを取り出すには別の手段が必要である。 The current heating method involves drilling multiple wells in an oil layer, installing electrodes in these wells, and applying a potential difference between each electrode to heat the oil layer using the conductivity of the oil layer. Even if it is dense, it has the advantage of being easy to heat the whole. However, other means are required to remove the fluidized oil.
そこで、オイル生産の効率を上げる方法とし
て、まず通電法により油層を加熱し、油層が軟化
した時に熱水あるいは高温高圧水蒸気を注入して
加熱を続けるとともに流動化したオイルを取り出
す方法が考えられている。この方法に使用する電
極装置は、効率よく油層を加熱するために、油層
以外への電流の漏洩をできる限り避けるよう電気
絶縁を施す必要があり、地中の土圧とか加熱によ
り発生した蒸気または注入された熱水あるいは高
温高圧水蒸気の圧力で破壊しないことが必要であ
り、さらに熱水あるいは高温高圧水蒸気が洩れな
いことが必要である。 Therefore, as a method to increase the efficiency of oil production, a method has been considered that first heats the oil layer by applying electricity, and when the oil layer becomes soft, hot water or high-temperature, high-pressure steam is injected to continue heating and extract the fluidized oil. There is. In order to efficiently heat the oil layer, the electrode device used in this method must be electrically insulated to avoid current leakage outside the oil layer as much as possible. It is necessary that the pressure of the injected hot water or high-temperature, high-pressure steam does not cause damage, and furthermore, it is necessary that the hot water or high-temperature, high-pressure steam does not leak.
この電極装置についてより具体的に説明するた
め、オイルサンドよりオイルを生産する場合の例
を以下に述べる。 In order to explain this electrode device more specifically, an example in which oil is produced from oil sand will be described below.
オイルサンドはタールサンドとも呼ばれ、カナ
ダ、ベエネゼラ、アメリカ合衆国に埋蔵が確認さ
れている。オイルサンド中のオイルは、砂の表面
および砂と砂との間隙に塩水と共存しているが、
極めて粘度が高く自然に存在する状態では流動性
を有しない。オイルサンドの層は峡谷、川岸など
で一部露出している他は、大部分地下200〜500m
の深さに数10mの厚さで存在し、オイルサンドを
堀り出し地上でオイルを分離するのは経済性およ
び環境保護の面から制約を受けるため、地中より
オイルのみを取り出す必要がある。また、地中の
浅い層からのオイルの生産は陥没の危険があるた
め、地下300m以下の層から採取するのが望まし
いとされる。 Oil sands, also known as tar sands, have been found in Canada, Venezuela, and the United States. Oil in oil sands coexists with salt water on the surface of the sand and in the gaps between the sands.
It has extremely high viscosity and has no fluidity in its natural state. The oil sand layer is mostly 200 to 500 meters underground, with some parts exposed in canyons and riverbanks.
Excavating the oil sands and separating the oil on the ground is limited in terms of economics and environmental protection, so it is necessary to extract only the oil from underground. . Additionally, since oil production from shallow underground layers is at risk of cave-ins, it is recommended to extract oil from layers less than 300 meters underground.
通電によりオイルサンド層を加熱する電極装置
において、最も大きな問題はオイルサンド層の電
気抵抗がオイルサンド層上部の地層より高いとい
うことである。場所、条件によりそれぞれ異なる
ため一律に表示し難いが、因にその平均値を示す
と、オイルサンド層が100Ω−mであり、上部の
地層は10Ω−mである。そのため銅管で造られた
ケーシングに電極を連結しこの電極をオイルサン
ド層に埋設した電極装置2本を設置して通電する
と、電流の殆どが上部の地層部で消費されるよう
になる。この現象を避けるためには、地層部にあ
るケーシング表面に絶縁被覆層を設けるか、ある
いは電極をケーシングから絶縁した状態にする必
要がある。この発明は後者の装置に関するもの
で、以下この装置について説明する。 The biggest problem with an electrode device that heats an oil sand layer by applying electricity is that the electrical resistance of the oil sand layer is higher than that of the stratum above the oil sand layer. It is difficult to express it uniformly because it varies depending on the location and conditions, but the average value is 100 Ω-m for the oil sand layer and 10 Ω-m for the upper stratum. For this reason, if two electrode devices are installed in which electrodes are connected to a casing made of copper pipes and the electrodes are buried in the oil sand layer and then energized, most of the current will be consumed in the upper stratum. In order to avoid this phenomenon, it is necessary to provide an insulating coating layer on the surface of the casing in the strata, or to insulate the electrode from the casing. The present invention relates to the latter device, and this device will be explained below.
この装置を模形的に示せば第1図のごとく電極
装置が配置される。第1図において、1,11は
鋼管で作られたケーシング、2,12はケーシン
グ1,11に接合された絶縁物、3,13は絶縁
物2,12に接合された電極、4,14は電極
3,13に電流を送るケーブルでこれを併せて電
極装置とよぶ。5は電源装置、6はオイルサンド
層、7は電極3,13の間の電流、8は地上、9
はオイルサンド上層、10はオイルサンド下層で
ある。オイルサンド層6に埋設した電極3,13
に地上の電源装置5よりケーブル4,14を通じ
て電圧が印加されると、オイルサンド層6中の電
気抵抗に応じて電流7が流れてジユール熱が発生
しオイルサンド層6が加熱される。このとき電流
7の1部はオイルサンド上層9およびオイルサン
ド下層10へも流れるが、ケーシング1,11と
電極3,13間に絶縁物2,12が介在するた
め、電流7の洩れは小さく抑えられる。オイルサ
ンド層6が温まれば通電を止め、電極装置の一方
のケーシング1の上部から熱水あるいは高温圧水
蒸気を圧入すれば、オイルサンド層6中を通り、
他方の電極装置のケーシング11よりオイルとと
もに流出する。熱水あるいは高温高圧水蒸気の流
出をよくするため、電極3,13には細孔があけ
られるのが普通である。 If this device is schematically shown, the electrode devices are arranged as shown in FIG. In Fig. 1, 1 and 11 are casings made of steel pipes, 2 and 12 are insulators bonded to the casings 1 and 11, 3 and 13 are electrodes bonded to the insulators 2 and 12, and 4 and 14 are insulators bonded to the casings 1 and 11. The cables that send current to the electrodes 3 and 13 are collectively called an electrode device. 5 is a power supply device, 6 is an oil sand layer, 7 is a current between electrodes 3 and 13, 8 is on the ground, 9
10 is the oil sand upper layer, and 10 is the oil sand lower layer. Electrodes 3 and 13 buried in the oil sand layer 6
When a voltage is applied from the ground power supply 5 through the cables 4 and 14, a current 7 flows according to the electrical resistance in the oil sand layer 6, generating Joule heat and heating the oil sand layer 6. At this time, part of the current 7 also flows to the upper oil sand layer 9 and the lower oil sand layer 10, but since the insulators 2 and 12 are interposed between the casings 1 and 11 and the electrodes 3 and 13, the leakage of the current 7 is kept small. It will be done. When the oil sand layer 6 warms up, the electricity is turned off, and hot water or high-temperature steam is forced into the upper part of the casing 1 of the electrode device, passing through the oil sand layer 6.
The oil flows out from the casing 11 of the other electrode device together with the oil. In order to improve the outflow of hot water or high-temperature, high-pressure steam, the electrodes 3 and 13 are usually provided with pores.
電極装置には通常、電極3,13にオイルサン
ド層6との接触抵抗をよくするため食塩水がパイ
プ(図示していない)を通じて送り込まれ、食塩
水とケーシング1,11とを分離するため、電極
3,13上方に仕切板(図示省略)が設けられ
て、さらに仕切板の上部には絶縁性液体が充満さ
れている。 In order to improve the contact resistance between the electrodes 3 and 13 and the oil sand layer 6, salt water is normally fed into the electrode device through a pipe (not shown), and to separate the salt water and the casings 1 and 11, A partition plate (not shown) is provided above the electrodes 3 and 13, and the upper part of the partition plate is filled with an insulating liquid.
これらの電気加熱に関する事項については、例
えば米国特許第3946809号とか、カナダ特許第
1022062号に述べられている。 Regarding these matters regarding electric heating, see, for example, U.S. Patent No. 3946809 and Canadian Patent No.
It is stated in No. 1022062.
電極装置は埋設時に破壊せず、埋設当初は土圧
に耐える充分な強度を有し、通電時は温度上昇が
あり、電極近傍は電流密度が高いためとくに著し
いが変形や破壊を生ぜず、内部に充満される液体
の静圧に耐え、かつ熱水あるいは高温高圧水蒸気
注入時に破壊せず漏洩しないことが要求される。
ちなみに、地下500mの個所に埋設された場合、
内部に充満される液体の比重を1とすれば50Kg/
cm2の圧力がかかり、50Kg/cm2の圧力を有する水蒸
気の温度は265℃に達する。 The electrode device does not break when buried, and has sufficient strength to withstand earth pressure when it is first buried.When electricity is applied, the temperature rises, which is particularly noticeable near the electrode due to the high current density, but does not cause deformation or destruction, and the internal They are required to withstand the static pressure of the liquid that fills them, and to not break or leak when hot water or high-temperature, high-pressure steam is injected.
By the way, if it is buried 500m underground,
If the specific gravity of the liquid filled inside is 1, it is 50Kg/
The temperature of water vapor with a pressure of 50 Kg/ cm 2 reaches 265°C.
なおこの絶縁物2,12の上部はケーシング
1,11に、下部は電極3,13に接続されるの
で絶縁物2,12には常に懸垂荷重が加わること
になり、しかもその条件は250℃〜300℃の高温状
態下であるため、これを満す特性が要求される。
次にこの絶縁物2,12は下端に電極3,13を
懸垂し、上端はケーシング2,12に接続された
状態で地下数100mの地底に設置されるものであ
るから設置工程で孔壁と接触したり衝突すること
は現実的には避け難い条件になる。全体の重量が
重いため、僅かな接触も絶縁物2,12には大き
な機械的衝撃になる。この衝撃に耐え破損しない
特性も要求される。 Since the upper parts of the insulators 2 and 12 are connected to the casings 1 and 11, and the lower parts to the electrodes 3 and 13, a suspended load is always applied to the insulators 2 and 12, and the conditions are 250℃~ Since the temperature is 300℃, characteristics that meet this requirement are required.
Next, these insulators 2 and 12 have electrodes 3 and 13 suspended from their lower ends, and the upper ends are connected to the casings 2 and 12, and are installed several hundred meters underground, so they are connected to the hole wall during the installation process. In reality, contact or collision is an unavoidable condition. Since the overall weight is heavy, even a slight contact causes a large mechanical shock to the insulators 2 and 12. Characteristics that can withstand this impact and prevent damage are also required.
上記の要求特性を満し、実用価値のある絶縁物
2,12を得るように多くの研究を重ねた。先ず
検討したのは金属材で構成したフランジ付管状品
の全表面部にテフロンのような耐熱特性に優れた
有機樹脂質の被膜を構成したものを接続する方法
である。懸垂荷重強度および機械的衝撃強度に関
しては完全な特性を保持するものが得られるが、
フランジ部分の被膜構成および絶縁を保持した接
続方法が極めて困難であり、常温条件下では必要
とする絶縁特性を保持するものが何とか得られる
が現実の使用条件である常温〜250℃程度の温度
の反復にあうと本質的な熱膨脹収縮率の差により
とくにフランジ部分に剥離現象を生じ、絶縁が破
壊される事態に発展するという不可避の致命的欠
陥が現われ使用不能である。 Much research has been conducted to obtain insulators 2 and 12 that satisfy the above-mentioned required characteristics and have practical value. The first method we investigated was to connect a flanged tubular product made of metal with a coating made of an organic resin with excellent heat resistance, such as Teflon, over the entire surface. Although it is possible to obtain a product that maintains complete characteristics regarding suspension load strength and mechanical impact strength,
The coating structure of the flange part and the connection method that maintains the insulation are extremely difficult, and although it is possible to somehow obtain a product that maintains the necessary insulation properties under room temperature conditions, it is difficult to find a connection method that maintains the required insulation properties under conditions of actual use, which is between room temperature and 250℃. When repeated, the inherent difference in thermal expansion/contraction rate causes peeling, especially at the flange portion, which leads to the breakdown of insulation, which is an unavoidable fatal defect, making it unusable.
次に検討されたのは磁器材質である。そもそも
この絶縁物2,12には前記のように水(油)密
特性が要求されるものであるから、ケーシング
1,11電極3,13および絶縁物相互間の接続
方法を考慮する必要がある。一般的に考えられる
のは磁器管の外周に金属管を焼嵌めし、この金属
管を溶接あるいは螺子等常法により接続すること
である。この方法の場合、常温では水(油)密特
性は確保出来るが、温度が上昇すると焼嵌め強度
が低下し、懸垂強度の低下に連らなること、焼嵌
先端部に発生した応力により破損するなどの欠陥
が現われるようになる。この欠陥を除くために磁
器管の両端に鍔部を設け接触面にパツキン材を介
在させ鍔部を金属質で締付ける方法があるが、こ
の場合常温では十分特性は確保出来るが温度が上
昇すると磁器質との熱膨脹率の差により、水
(油)密特性が低下するという不可避の欠陥が現
われるようになる。その他磁器質は本質的に機械
衝撃強度が乏しいので、前述のように設置作業工
程において予期しない条件下で発生する機械的衝
撃により破損する可能性が極めて高いという本質
的な条件があるため、現実に使用する場合大きな
危険要素があるという不可避の欠点がある。 The next material to be considered was porcelain. In the first place, the insulators 2 and 12 are required to have water (oil) tight properties as described above, so it is necessary to consider the connection method between the casings 1 and 11, the electrodes 3 and 13, and the insulators. . A commonly considered method is to shrink-fit a metal tube onto the outer periphery of a porcelain tube, and connect the metal tube by a conventional method such as welding or screwing. With this method, water (oil) tightness can be ensured at room temperature, but as the temperature rises, the shrink fit strength decreases, leading to a decrease in suspension strength, and damage due to stress generated at the tip of the shrink fit. Defects such as these begin to appear. In order to eliminate this defect, there is a method of providing flanges at both ends of the porcelain tube, interposing packing material on the contact surface, and tightening the flanges with metal.However, in this case, sufficient characteristics can be secured at room temperature, but when the temperature rises, the porcelain tube Due to the difference in the coefficient of thermal expansion with the quality, an unavoidable defect appears that the water (oil) tightness is reduced. Other porcelain materials inherently have poor mechanical impact strength, and as mentioned above, there is an inherent condition that there is an extremely high possibility that they will be damaged by mechanical impact that occurs under unexpected conditions during the installation process. The unavoidable drawback is that there is a large risk element when used in
本発明者らは上記欠陥を除去した有用な電気加
熱用電極装置を得ることに成功した。次にその内
容を一実施例に基づいて詳細に説明する。 The present inventors have succeeded in obtaining a useful electrode device for electric heating in which the above defects have been eliminated. Next, the contents will be explained in detail based on one embodiment.
先ず電極装置を構成する絶縁物2又は12であ
るがこれには第2図aに示す絶縁管継手21を使
用する。以下この絶縁管継手21の構成について
説明する。この絶管継手21は第2図bに示す成
形品31から機械加工により造られるものであ
る。理解を容易にするため先にこの成形品31を
説明する。この成形品31は内周金具32、外周
金具33および絶縁物34により構成されてい
る。内周金具32は、筒体32−1の下端に支持
部32−2を有し、その上部に外周に螺子32−
3を有し、外径が支持部32−2より大きい凸部
32−4をその上部に外周金具の螺子33−4と
間隙を保持する凹部32−5、この凹部32−5
より大きく、かつ螺子33−4が通過し得る外径
の平行部32−6、この平行部32−6より小さ
い外径の補助部32−7を連結して保持する構造
になつている。外周金具33は内周金具32と同
じ内径を有する筒体33−1の上に内周金具32
の支持部32−2の外周部および凸部32−4の
底面の間に同寸法の間隙を保持する支持部33−
2と、螺子32−3と小径との間に上記間隙と同
寸法の間隙を保持する凹部33−3と螺子32−
3に螺合する螺子33−4を有し、凹部32−5
とこの螺子の山径との間隔が前記間隔と同寸法を
保持する螺子部33−7および平行部32−6と
も前記間隔と同寸法の間隔を保持し、かつ頂点が
等しい高さになる平行部33−5により構成され
ている。材料は鉄材が使用される。第2図bに示
すように内周金具32の螺子32−3を外周金具
33の螺子33−4を通過させ支持部32−2を
筒体33−1上に載置する。この時両金具の各部
分が等しい間隙を保持するようにしておく、この
間隙にガラス、マイカ塑造体からなる絶縁物34
−1,34−2,34−3が充填され両金具を密
封固着している。上記絶縁物を構成するガラス、
マイカ塑造体とはガラス質の粉末とマイカの剥片
状の粉末の混合物を原料とし、この原料粉末をガ
ラス質が軟化し、加圧により流動可能な温度に加
熱し、加熱状態で加圧成形により造られるもので
ある。 First, for the insulator 2 or 12 constituting the electrode device, an insulating pipe joint 21 shown in FIG. 2a is used. The configuration of this insulated pipe joint 21 will be explained below. This pipe joint 21 is manufactured by machining from a molded product 31 shown in FIG. 2b. For ease of understanding, this molded product 31 will be explained first. This molded product 31 is composed of an inner circumferential metal fitting 32, an outer circumferential metal fitting 33, and an insulator 34. The inner circumferential metal fitting 32 has a support portion 32-2 at the lower end of the cylindrical body 32-1, and a screw 32-2 on the outer periphery of the upper portion thereof.
3 and a convex portion 32-4 having an outer diameter larger than that of the support portion 32-2, and a concave portion 32-5 that holds a gap with the screw 33-4 of the outer peripheral fitting on the upper portion thereof;
It has a structure in which a parallel part 32-6 which is larger and has an outer diameter through which the screw 33-4 can pass, and an auxiliary part 32-7 which has an outer diameter smaller than this parallel part 32-6 are connected and held. The outer circumferential fitting 33 is placed on the cylindrical body 33-1 having the same inner diameter as the inner circumferential fitting 32.
The support part 33- maintains a gap of the same size between the outer peripheral part of the support part 32-2 and the bottom surface of the convex part 32-4.
2, a recess 33-3 that maintains a gap of the same size as the above gap between the screw 32-3 and the small diameter, and the screw 32-3.
3, and has a screw 33-4 that is screwed into the recess 32-5.
The threaded part 33-7 and the parallel part 32-6, in which the interval between the thread diameter and the thread diameter of the screw, are the same as the above-mentioned interval, and the apexes are at the same height. 33-5. The material used is iron. As shown in FIG. 2b, the screws 32-3 of the inner metal fitting 32 are passed through the screws 33-4 of the outer metal fitting 33, and the support portion 32-2 is placed on the cylindrical body 33-1. At this time, maintain an equal gap between each part of both metal fittings.Insulator 34 made of glass or mica plastic is inserted into this gap.
-1, 34-2, and 34-3 are filled to seal and fix both metal fittings. Glass constituting the above insulator;
Mica plastic bodies are made from a mixture of glassy powder and mica flake-like powder.This raw material powder is heated to a temperature where the glassy material becomes soft and can flow under pressure, and then pressure molded in the heated state. It is made by.
この成形品31は専用の成形型(図示せず)を
使用し、これを所定温度に加熱しておき、内周金
具32と外周金具33は第2図bに示すように組
立てて所定温度に加熱し、加熱状態で成形型内に
挿填し、次に原料粉末は内周金具32とその外周
に存在する成形型の間隙部に挿填可能な円筒形状
の予備成形体を作成しておき、これを所定温度に
加熱し加熱状態で挿填し、加熱状態で加圧し、両
金具の間隙部に圧入して絶縁物34−1,34−
2,34−3を構成して造られる。 This molded product 31 is made by using a special mold (not shown) and heated to a predetermined temperature.The inner circumferential metal fitting 32 and the outer circumferential metal fitting 33 are assembled as shown in FIG. 2b and heated to a predetermined temperature. The raw material powder is heated and inserted into a mold in a heated state, and then a cylindrical preform that can be inserted into the gap between the inner metal fitting 32 and the outer periphery of the mold is created. , heat this to a predetermined temperature, insert it in the heated state, pressurize it in the heated state, press fit into the gap between both metal fittings, and insulators 34-1, 34-
It is constructed by configuring 2,34-3.
上記予備成形体はガラス質の日本フエロー株式
会社製のNo.C−6の鉄器琺瑯用釉薬を200メツシ
ユに粉砕した粉末45W%と合成金弗素マイカの粉
末60〜200メツシユ品55W%を混合し、水約5W%
を加えて湿潤状態にしたものを原料とし、別の成
形型(図示せず)を使用し、冷間加圧により必要
量を処定の円筒形状品に成形し、乾燥して水分を
除去して作成に完了したものである。 The above preform is made by mixing 45W% powder of vitreous Nippon Fellow Co., Ltd. No. C-6 glaze for ironware enamel crushed into 200 meshes and 55W% powder of synthetic gold fluorine mica powder of 60 to 200 meshes. , water approximately 5W%
Using a separate mold (not shown), the required amount is cold-pressed into a specified cylindrical shape, and then dried to remove moisture. This was completed in 2008.
上記のようにして製造した成形品は機械加工に
より第2図aに示す絶縁管継手に仕上げられる。
絶縁物34−1と34−3が露出され外部と内部
の絶縁部を構成する。内周金具32と外周金具3
3には金属管接続用の管用螺子35−1,35−
2が螺設され本発明に必要な絶縁管継手が得られ
る。 The molded product manufactured as described above is machined into an insulated pipe joint shown in FIG. 2a.
Insulators 34-1 and 34-3 are exposed and constitute external and internal insulation parts. Inner circumferential fitting 32 and outer circumferential fitting 3
3 has pipe screws 35-1, 35- for connecting metal pipes.
2 is threaded to obtain the insulated pipe joint necessary for the present invention.
この構造の絶縁管継手の特性について説明す
る。一般的な機械的および電気特性は絶縁物であ
る。ガラス、マイカ塑造体の特性に、引張り特性
については構造に大きく支配されるものであるガ
ラス、マイカ塑造体の特性はこれを構成するマイ
カ粉末の配列状態とガラス特性により決まる。ま
ずマイカ粉末の配列状態から説明する。このマイ
カ粉末は剥片形状をしており、一般に剥片の平均
粒子径と厚さの比率は30〜50:1の形状をしてい
る。一方ガラス質粉末は方向性を有さない微粉末
形状である。上記の混合粉末をガラス質が軟化し
て流動可能な温度に加熱し、加熱状態で加圧成形
すると形状が板状である場合、混合粉末は殆んど
移動せずに加圧される。この時マイカ剥片は加圧
面と平行に配列し、あたかも積層品のようにな
る。次に加圧により混合粉末が流動し間隙部に圧
入されるような成形をすると、流動方向に配列し
移動せずに加圧を受ける部分は加圧方向と平行に
配列するようになる。第2図、第4図のbに鎖線
で示してあるのはマイカ剥片の配列方向で、成形
時上部に残存した上部絶縁物34−4は加圧面と
平行であるが内周金具32と外周金具33の間隙
部に構成された絶縁物34−1〜3は総べて流動
方向と平行であり金具の表面に平行に配列してい
る。 The characteristics of the insulated pipe joint with this structure will be explained. General mechanical and electrical properties are insulating. The tensile properties of glass and mica plastic bodies are largely controlled by their structure.The properties of glass and mica plastic bodies are determined by the arrangement of the mica powder that constitutes them and the glass properties. First, the arrangement of mica powder will be explained. This mica powder is in the form of flakes, and the ratio of average particle diameter to thickness of the flakes is generally 30 to 50:1. On the other hand, vitreous powder is in the form of fine powder with no directionality. When the above-mentioned mixed powder is heated to a temperature at which the vitreous material becomes soft and flowable, and then is press-molded in the heated state, if the mixed powder has a plate-like shape, the mixed powder will be pressurized with almost no movement. At this time, the mica flakes are arranged parallel to the pressurized surface, making it look like a laminated product. Next, when the mixed powder is molded by pressure so that it flows and is press-fitted into the gap, the parts that are aligned in the flow direction and receive pressure without moving will be aligned parallel to the pressure direction. The direction in which the mica flakes are arranged is indicated by the chain line in b of FIGS. 2 and 4, and the upper insulator 34-4 remaining on the upper part during molding is parallel to the pressurizing surface, but the inner peripheral metal fitting 32 and the outer periphery are parallel to each other. The insulators 34-1 to 34-3 formed in the gaps between the metal fittings 33 are all parallel to the flow direction and arranged parallel to the surface of the metal fittings.
扨、マイカ剥片の配列方向と機械的および電気
的特性の関係について説明する。まず、機械的強
度であるが、引張り強度に関しては、配列と平行
方向が強く逆に配列と直角方向は、圧縮には極め
て強いが、引張りに関しては層間剥離を生じ極め
て弱い。そのため、成形品の厚さが25mm程度に達
すると、単体成形品の場合には、表面部と内部に
発生する応力により、また第2図b、第4図bの
絶縁物34−4のように金属と接して成形したも
のにおいては、熱膨脹率差により生じた応力によ
り層間剥離を生ずるようになる。以上のように、
機械的強度は配列方向に大きく支配されるもので
ある。 The relationship between the alignment direction of the pickles and mica flakes and their mechanical and electrical properties will be explained. First, regarding mechanical strength, tensile strength is strong in the direction parallel to the alignment and conversely, extremely strong in compression in the direction perpendicular to the alignment, but extremely weak in tension as it causes delamination. Therefore, when the thickness of the molded product reaches approximately 25 mm, in the case of a single molded product, stress occurs on the surface and inside, and as shown in the insulator 34-4 in Figures 2b and 4b, In products that are molded in contact with metal, delamination may occur due to stress caused by the difference in coefficient of thermal expansion. As mentioned above,
Mechanical strength is largely controlled by the arrangement direction.
次に電気的特性との関係であるが、これも配列
方向によりその特性は大きく異なる。配列方向と
直角方向については15〜20kv/mmの耐電圧を保
持するが、逆に平行方向については、密度に大き
く支配され、例えば層間剥離を生じていなくとも
発生する直前の状態品の場合、極めて弱いもので
ある。 Next, regarding the relationship with electrical characteristics, the characteristics also vary greatly depending on the arrangement direction. In the direction perpendicular to the alignment direction, a withstand voltage of 15 to 20 kv/mm is maintained, but in the parallel direction, it is largely controlled by the density. It is extremely weak.
扨製品である絶縁管継手21の電気特性である
が、第2図aに示すように内周金具32に機械加
工が施され絶縁物34−1と34−3が片面露出
するように仕上げられている。内周金具32と外
周金具33の間隙部に存在する絶縁物34−2は
総てで金具表面と平行に配列されているため、前
述のように耐電圧は極めて高く全く問題はない。
次に沿面絶縁抵抗であるが絶縁物34−1,34
−3何れも外周金具33に平行に配列しているた
め長さが長くなつても層間剥離を生ずることがな
く、機械強度的にも安定しており沿面長の長いも
のが得られる。次に引張り強度であるが螺子32
−3と33−4が螺通されており螺子間の空隙部
のマイカ剥片は螺子と平行に配列しており、引張
り荷重は圧縮を受ける状態になるので、その強度
は極めて大きいものになり、螺子の構造を変更し
て対向面積を調節することにより必要特性を具備
するものを得ることが出来る。次に機械的衝撃強
度であるが、絶縁物であるガラス、マイカ塑造体
の原料であるマイカ粉末が前記のように剥片状で
あるため単なる粉末を含有する成形品と異なり、
大きな弾性を有しているため一般の無機質絶縁物
に比し遥かに大きい冷熱および機械衝撃強度を有
しており埋設工事中における予期しない衝撃に対
して十分耐え得る強度を保持する。次に高温時に
おける強度であるが耐熱特性は原料に使用するガ
ラス質の熱特性と密接に関係しガラスの転位温度
との関係が支配的で、転位温度より60〜70℃低い
温度範囲では機械的強度の低下は殆んど現われな
い。即ち転位温度が360℃より高いガラス質を使
用した場合300℃では完全な耐熱特性を保持す
る。 Regarding the electrical characteristics of the insulated pipe joint 21, which is a pipe product, as shown in Fig. 2a, the inner peripheral fitting 32 is machined and finished so that the insulators 34-1 and 34-3 are exposed on one side. ing. Since all of the insulators 34-2 existing in the gap between the inner circumferential metal fitting 32 and the outer circumferential metal fitting 33 are arranged parallel to the surface of the metal fitting, the withstand voltage is extremely high and there is no problem as described above.
Next, regarding creeping insulation resistance, insulators 34-1, 34
-3 Since both are arranged parallel to the outer peripheral metal fitting 33, delamination does not occur even when the length becomes long, and the mechanical strength is stable and a long creeping length can be obtained. Next, regarding tensile strength, screw 32
-3 and 33-4 are screwed through, and the mica flakes in the gap between the screws are arranged parallel to the screws, and the tensile load causes them to be compressed, so their strength is extremely high. By changing the structure of the screw and adjusting the facing area, it is possible to obtain a screw having the required characteristics. Next, regarding mechanical impact strength, glass is an insulator, and mica powder, which is a raw material for mica molded bodies, is flaky as mentioned above, so unlike molded products containing simple powder,
Because it has high elasticity, it has far greater thermal and mechanical impact strength than general inorganic insulators, and maintains sufficient strength to withstand unexpected impacts during burial work. Next, regarding strength at high temperatures, heat resistance properties are closely related to the thermal properties of the glass used as raw materials, and the relationship with the transition temperature of the glass is dominant. There is almost no decrease in target strength. In other words, if a glass material with a dislocation temperature higher than 360°C is used, it will maintain perfect heat resistance at 300°C.
扨、この絶縁管継手の最大の問題点は沿面絶縁
長を極端に長くすることが困難なことで、その長
さは絶縁物34−1,34−3の外径寸法の約1/
2が限度である。ガラス、マイカ塑造体のガラス
質の転位温度以下の熱膨脹率を外周金具33の熱
膨脹率と同等にすると上記の限度は大きくなり外
径寸法と同一寸法程度まで可能になるが、このよ
うな大きな熱膨脹率のガラス、マイカ塑造体は耐
食特性が極端に低下し、その実用価値が乏しくな
るので、この点を考慮すると上記のように外径寸
法の約1/2が限度になる。 The biggest problem with this insulated pipe joint is that it is difficult to make the creepage insulation length extremely long, and the length is approximately 1/1/1 of the outside diameter of the insulators 34-1 and 34-3.
2 is the limit. If the coefficient of thermal expansion below the vitreous transition temperature of the glass or mica plastic body is made equal to the coefficient of thermal expansion of the outer peripheral fitting 33, the above limit will increase and it will be possible to have a dimension that is approximately the same as the outer diameter dimension, but such a large thermal expansion Corrosion resistance properties of glass and mica plastic bodies are extremely reduced and their practical value is poor, so taking this into consideration, the limit is about 1/2 of the outer diameter as described above.
次に上記絶縁管継手21を使用した電極装置の
一実施例の構造を第3図により説明する。図にお
いて1〜4は第1図のそれと同じである。第3図
aは基本構造を示す絶縁物2は絶縁管継手212
ケにより構成されており両端に螺子22−1を有
する接続管22により接続されている。絶縁物2
の両端にはケーシング1および電極3が何れも接
続螺子35−1,35−2により接続されてい
る。この電極装置の場合、各部分の接続がケーシ
ング1の接続に使用する螺子がそのまま使用可能
であり、接続作業は極めて安易に施行出来る大き
な効果がある。また各部分が同一寸法の連通孔に
なつているので、前記の仕切板等が必要部品は容
易に取付けることむ出来る。なおこの絶縁物2の
最大の特徴は絶縁管継手21の絶縁部34−1,
34−3が総べて外周金具33の内周部に位置す
ることである。このことは埋設時に絶縁物が孔壁
に接触して破損するという事態は完全に防止され
埋設工事は高度の信頼性を保持して実施できる。
なおこの基本構成図では絶縁管継手21 2ケで
絶縁物2が構成されているが沿面絶縁長を確保す
るためには、その数を増して接続すればよい。ま
たこの絶縁管継手21の使用は絶縁物2の構成に
限定されず、ケーシング1の中間に使用すること
も可能である。 Next, the structure of an embodiment of an electrode device using the above-mentioned insulated pipe joint 21 will be explained with reference to FIG. In the figure, numerals 1 to 4 are the same as those in FIG. Figure 3a shows the basic structure.The insulator 2 is an insulating pipe joint 212.
It is connected by a connecting tube 22 having screws 22-1 at both ends. Insulator 2
The casing 1 and the electrode 3 are both connected to both ends thereof by connection screws 35-1 and 35-2. In the case of this electrode device, the screws used to connect the casing 1 can be used as they are to connect each part, and the connection work can be carried out extremely easily, which is a great advantage. Furthermore, since each part has a communicating hole of the same size, parts necessary for the partition plate and the like can be easily attached. The biggest feature of this insulator 2 is the insulating part 34-1 of the insulating pipe joint 21,
34-3 are all located at the inner peripheral part of the outer peripheral fitting 33. This completely prevents the insulator from coming into contact with the hole wall and damaging it during burying, and the burying work can be carried out with a high degree of reliability.
In this basic configuration diagram, the insulator 2 is made up of two insulating pipe joints 21, but in order to ensure the creeping insulation length, it is sufficient to increase the number and connect them. Further, the use of this insulating pipe joint 21 is not limited to the configuration of the insulator 2, but it can also be used in the middle of the casing 1.
次に前記のように絶縁物2の外周部に濃度の高
い食塩水が存在し、とくに高い沿面絶縁抵抗が要
求される場合には第3図bに示すように絶縁管継
手21の接続管22の外周部に耐熱特性に富む有
機系の被覆材41を絶縁物34−1に連結させて
構成することにより、容易に必要特性を確保する
ことが可能で、例えば収縮タイプのテフロン管お
よび注形材を使用して被覆材41を構成すること
は有効な方法である。この場合の被覆材41は絶
縁管継手21の外周面に露出しないので埋設時に
孔壁と接触して破損する危険性は全くない。 Next, as described above, if a highly concentrated saline solution exists on the outer periphery of the insulator 2 and a particularly high creeping insulation resistance is required, the connection pipe 22 of the insulated pipe joint 21 is By connecting an organic coating material 41 with high heat resistance properties to the insulator 34-1 on the outer periphery of the tube, it is possible to easily ensure the necessary properties. It is an effective method to construct the covering material 41 using materials. In this case, the covering material 41 is not exposed on the outer circumferential surface of the insulating pipe joint 21, so there is no risk of damage due to contact with the hole wall during burying.
第4図aはこの発明の他の実施例で第2図aと
異なるところは絶縁物34−1の上方部における
外周金具33を切り取り、内周金具32を残し、
絶縁物34−1の上方部を外部へ露出させた点で
ある。 FIG. 4a shows another embodiment of the present invention, and the difference from FIG. 2a is that the outer metal fitting 33 at the upper part of the insulator 34-1 is cut away, and the inner metal fitting 32 is left.
This is the point where the upper part of the insulator 34-1 is exposed to the outside.
また第4図bに示されるように絶縁管継手の接
続管22の外周面に絶縁被覆材41を設けること
により沿面絶縁距離が一層長くなり、ケーシング
を電極との絶縁を一層良好にすることができる。 Furthermore, as shown in FIG. 4b, by providing an insulating coating material 41 on the outer circumferential surface of the connecting pipe 22 of the insulated pipe joint, the creepage insulation distance can be further increased, and the insulation between the casing and the electrode can be further improved. can.
以上のようにこの発明によれば絶縁管継手の両
端に発生した引張り力は絶縁管継手を構成する第
2の管状部材の螺子間の圧縮力になりその螺子間
に充填された絶縁物の圧縮強度は引張り強度に対
して遥かに大きいものであるため、大きな機械的
衝撃強度に十分耐え得ることができかつ構成が簡
単で製作が容易である等諸効果がある。 As described above, according to the present invention, the tensile force generated at both ends of the insulated pipe joint becomes a compressive force between the screws of the second tubular member constituting the insulated pipe joint, and compresses the insulator filled between the screws. Since the strength is much higher than the tensile strength, it has various effects such as being able to sufficiently withstand large mechanical impact strength, and being simple in structure and easy to manufacture.
第1図は電気加熱用電気装置によりオイルサン
ド層を加熱する状態を模型的に示した図、第3図
aはこの発明の一実施例を示す断面図、第3図b
はこの発明の他の実施例を示す断面図、第2図a
図およびb図は第3図a,bに示される絶縁管継
手の一実施例を示す断面図およびその成形品の構
造を示す断面図、第4図a図およびb図は第3図
に示される絶縁管継手の他の実施例を示す断面図
およびその成形品の構造を示す断面図である。
図において、1はケーシング、2,22は絶縁
物、3は電極、4はケーブル、21は絶縁管継手
である。なお図中同一符号は同一または相当部分
を示す。
Fig. 1 is a diagram schematically showing a state in which an oil sand layer is heated by an electric heating device, Fig. 3a is a sectional view showing an embodiment of the present invention, Fig. 3b
is a sectional view showing another embodiment of the present invention, FIG.
Figures 3 and b are cross-sectional views showing one embodiment of the insulated pipe joint shown in Figure 3 a and b, and a cross-sectional view showing the structure of the molded product, and Figures 4 a and b are shown in Figure 3. FIG. 2 is a cross-sectional view showing another example of the insulated pipe joint, and a cross-sectional view showing the structure of the molded product. In the figure, 1 is a casing, 2 and 22 are insulators, 3 is an electrode, 4 is a cable, and 21 is an insulated pipe joint. Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or corresponding parts.
Claims (1)
この第1の管状部材の螺子に螺合する螺子部を一
端部に有する第2の管状部材と、上記第1の管状
部材の螺子部を上記第2の管状部材の螺子部に螺
合させこの螺子部を通過させて形成された間隙部
に充填され上記第1と第2の管状部材を密封固着
すると共に第1と第2の部材間を絶縁する絶縁物
とからなる絶縁管継手、炭化水素系地下資源の上
方を覆う地層に埋設される金属性管状ケーシン
グ、上記炭化水素系地下資源内に埋設され上記炭
化水素系地下資源へ電流を流す電極を備え、上記
第1と第2の管状部材の一方に上記電極を、他方
に上記金属性ケーシングを固着してなる炭化水素
系地下資源の電気加熱用電極装置。 2 絶縁管継手を複数個有し、この複数個の管継
手が接続管にて接続されていることを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の炭化水素系地下資源
の電気加熱用電極装置。 3 絶縁継手の絶縁物はガラス質及びマイカの粉
末からなるガラス、マイカ塑造体であることを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の炭化水素系
地下資源の電気加熱用電極装置。[Claims] 1. A first tubular member having a threaded portion at one end;
a second tubular member having at one end a threaded portion that is threaded into the thread of the first tubular member; An insulating pipe joint comprising an insulator filled in a gap formed by passing through a threaded part to seal and fix the first and second tubular members and insulate between the first and second members, an insulating pipe joint made of hydrocarbon. a metallic tubular casing buried in a stratum covering above the hydrocarbon-based underground resources; an electrode buried in the hydrocarbon-based underground resources for flowing a current to the hydrocarbon-based underground resources; An electrode device for electric heating of hydrocarbon-based underground resources, comprising the above-mentioned electrode fixed to one side and the above-mentioned metal casing fixed to the other side. 2. An electrode device for electrically heating hydrocarbon-based underground resources according to claim 1, which has a plurality of insulating pipe joints, and the plurality of pipe joints are connected by a connecting pipe. . 3. The electrode device for electrically heating hydrocarbon-based underground resources according to claim 1, wherein the insulator of the insulating joint is a glass or mica plastic body made of glass and mica powder.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17522681A JPS5876695A (en) | 1981-10-31 | 1981-10-31 | Electrode apparatus for electrically heating hydrocarbon type underground resources |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17522681A JPS5876695A (en) | 1981-10-31 | 1981-10-31 | Electrode apparatus for electrically heating hydrocarbon type underground resources |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5876695A JPS5876695A (en) | 1983-05-09 |
| JPS6260559B2 true JPS6260559B2 (en) | 1987-12-16 |
Family
ID=15992483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17522681A Granted JPS5876695A (en) | 1981-10-31 | 1981-10-31 | Electrode apparatus for electrically heating hydrocarbon type underground resources |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5876695A (en) |
-
1981
- 1981-10-31 JP JP17522681A patent/JPS5876695A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5876695A (en) | 1983-05-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1168283A (en) | Electrode device for electrically heating underground deposits of hydrocarbons | |
| US4484627A (en) | Well completion for electrical power transmission | |
| US4412124A (en) | Electrode unit for electrically heating underground hydrocarbon deposits | |
| US6112808A (en) | Method and apparatus for subterranean thermal conditioning | |
| JP2650768B2 (en) | Tubing color | |
| US4624484A (en) | Shrink-fit connector for electrical well subsurface heating processes | |
| JPS6245395B2 (en) | ||
| US4519970A (en) | Method for producing insulated pipe joint | |
| JPS6260559B2 (en) | ||
| US2728396A (en) | Well heating apparatus | |
| JPS5816439B2 (en) | Electrode device for electrical heating of hydrocarbon underground resources | |
| JPH0135159B2 (en) | ||
| JPS6016697A (en) | Electric heating electrode apparatus of underground hydrocarbon resources | |
| JPS6316560B2 (en) | ||
| US4785853A (en) | Conduct pipe covered with electrically insulating material | |
| JPS585586A (en) | Insulating pipe joint | |
| JPS59141692A (en) | Electrical heating electrode apparatus of hydrocarbon underground resources | |
| JPS6016696A (en) | Electric heating electrode apparatus of underground hydrocarbon resources and production thereof | |
| US1814127A (en) | Process and apparatus for sealing construction and expansion joints | |
| JPH02182B2 (en) | ||
| JPS59199993A (en) | Electrode apparatus for electrically heating hydrocarbon underground resources | |
| CA1229299A (en) | Shrink-fit connector for the electrical well subsurface heating processes | |
| JPS60133196A (en) | Electrode apparatus for electrically heating hydrocarbon underground resources and its production | |
| RU2125641C1 (en) | Insulating adapter | |
| CA2208197A1 (en) | Method and apparatus for subterranean thermal conditioning |