CN103703621B - 用于联结绝缘导体的电绝缘压实 - Google Patents

Abstract

用于联接两个绝缘导体的端部的装置和方法包括将第一绝缘导体的芯联接到第二绝缘导体的芯。芯的暴露出部分位于箱体的内部。将电绝缘粉末材料放置到箱体中，并且向柱塞施加作用力以压实粉末材料。可将附加的电绝缘粉末材料放置到箱体中并且施加随后的作用力以将粉末材料压实成围绕芯的暴露出部分的压实的粉末材料。压实的粉末材料被形成为基本上圆柱形形状。将套筒布置在压实的粉末材料上并且联接到绝缘导体的护套。

Description

用于联结绝缘导体的电绝缘压实

优先权声明

本专利申请要求由Hartford等人于2011年4月8日提交的标题为“用于联结绝缘导体的电绝缘压实”的美国临时专利申请No.61/473,609的优先权以及由D’Angelo等人于2012年4月5日提交的标题为“用于联结绝缘导体的电绝缘压实”的美国临时专利申请No.61/620,829的优先权，上述两个专利申请都通过引用而合并它们的全文。

相关专利

本专利申请通过引用以下每一个专利文献而合并其全文：专利：Wellington等人的US 6,688,387；Sumnu-Dindoruk等人的US 6,991,036；Karanikas等人的US 6,698,515；Wellington等人的US 6,880,633；de Rouffignac等人的US 6,782,947；Vinegar等人的US6,991,045；Vinegar等人的US7,073,578；Vinegar等人的US7,121,342；Fairbanks的US7,320,364；McKinzie等人的US7,527,094；Mo等人的US7,584,789；Hinson等人的US7,533,719；Miller的US7,562,707以及Vinegar等人的US7,798,220；美国专利申请公开：Burns等人的US2009-0189617；Prince-Wright等人的US2010-0071903；Nguyen等人的US2010-0096137；Karanikas等人的US2010-0258265；Tilley的US2011-0124223；Coles等人的US2011-0124228；Harmason等人的US2011-0132661；美国专利申请：D’Angelo等人的No.13/268,226；Harmason等人的13/268,238；Hartford等人的No.13/268,268；美国专利临时申请：Coles等人的No.61/391,399；Hartford等人的No.61/391,413；Coles等人的No.61/473,594和Hartford等人的No.61/473,609。

背景技术

1.本发明的技术领域

本发明涉及用于在加热器元件中使用的绝缘导体的系统。更特别地，本发明涉及将绝缘导体线缆拼接在一起的方法和装置。

2.相关技术的描述

从地下地层获得的烃通常用作能量源、用作原料、以及用作消费品。对可用烃资源衰竭的关注和对产出烃的总体质量下降的关注导致开发出用于更有效地回收、处理和/或使用可用烃资源的方法。就地处理可用于从地下地层移出烃材料，这些地下地层使用可用方法之前难以抵达和/或费用太高而无法进行提取。可能需要改变地下地层中的烃材料的化学性能和/或物理性能以使得烃材料更容易从地下地层移出和/或增加烃材料的价值。化学和物理变化可包括地层中烃材料的产生可移出流体的就地反应、成分变化、溶解度变化、密度变化、相变和/或粘性变化。

加热器可布置在井眼中以在就地处理期间加热地层有许多不同类型的可用于加热地层的加热器。在下述专利中说明了采用井下加热器的就地处理的实例：Ljungstrom的美国专利US 2,634,961；Ljungstrom的US2,732,195；Ljungstrom的US 2,780,450；Ljungstrom的US 2,789,805；Ljungstrom的US 2,923,535；Van Meurs等人的US 4,886,118；Wellington等的US 6,688,387，这些专利中的每一个都通过引用而合并与本文，就如同在此完整说明一样。

与在MI线缆工业中典型的线缆相比，在地下应用(诸如在一些应用中的含加热烃地层)中使用的矿物隔离(MI)线缆(绝缘导体)较长，可具有较大的外直径，以及可在较高的电压和温度下操作。在长度长的材绝缘导体的制造和/或组装期间存在许多潜在问题。

例如，存在由于在绝缘导体中所使用的电绝缘体随着时间推移而衰退所导致的潜在的电问题和/或机械问题。还存在在绝缘导体加热器组装期间要克服的与电绝缘体有关的潜在问题。在绝缘导体加热器的组装期间可能发生诸如芯鼓胀或者其它机械缺陷的问题。这些事件可在使用加热器期间导致电问题，以及可能潜在地致使加热器对于其预定目的不可操作。

另外，对于地下应用，多个MI线缆的联结可能需要使得MI线缆具有足够长度，以达到有效加热地下以及联结具有不同功能的分段所需要的深度和距离，所述分段诸如是联结到加热器部分的引入线缆。如此长的加热器还要求电压较高，以向加热器的最远端部提供足够的动力。

传统的MI线缆拼接设计典型地并不适于1000伏特以上的电压、1500伏特以上的电压或者2000伏特以上的电压，并且不可能在升高的温度(诸如在650℃(大约1200℉)以上，700℃(大约1290℉)以上，或者800℃(大约1470℉)以上)下无故障地长时间操作。这种高电压、高温应用典型地要求在拼接中压实矿物绝缘物质，以尽可能靠近绝缘导体(MI线缆)自身中的压实程度或者超过绝缘导体(MI线缆)自身中的压实程度。

用于一些应用的MI线缆的较大外直径和较长长度需要线缆在水平定向时被拼接。存在用于已经水平地制造的MI线缆的其它应用的拼接。这些技术典型地使用了小孔，矿物绝缘物(诸如氧化镁粉末)穿过小孔而填充到拼接部中，并且通过振动和捣实而稍微压实。这些方法并不提供矿物绝缘的充分压实，或者甚至允许矿物绝缘的任何压实，而且并不适于制造在这些地下地层所需的高电压下使用的拼接部。

因此，存在对于绝缘导体的拼接部的需要，所述拼接部简单，但是可在地下环境中在高电压和高温下无故障地长期操作。另外，拼接部可能需要较高弯曲和拉伸强度，以抑制在线缆在地下可能承受的重量负荷和温度下发生拼接失效。也可采用技术和方法来减小拼接部中的电场强度，以使得拼接部中泄漏电流降低以及增加操作电压和电击穿之间的界限。降低电场强度可帮助增加拼接部的电压和温度工作范围。

另外，在组装和/或安装到地下绝缘导体中期间存在与绝缘导体上应力增加有关的问题。例如，绝缘导体在绝缘导体运输和安装所用的线轴上的缠绕和解绕可导致在电绝缘体上和/或绝缘导体中的其它元件上的机械应力。因而，需要更加可靠的系统和方法来降低或者消除在绝缘导体的制造、组装和/或安装期间的潜在问题。

发明内容

在此所描述的实施例总体涉及用于处理地下地层的系统、方法和加热器。在此所描述的实施例还通常涉及其中具有新颖元件的加热器。这些加热器可通过使用在此所描述的系统和方法而获得。

在某些实施例中，本发明提供了一个或多个系统、方法和/或加热器。在一些实施例中，所述系统、方法和/或加热器用来处理地下地层。

在某些实施例中，一种用于联接两个绝缘导体的端部的方法，所述方法包括：将第一绝缘导体的芯的端部部分联接到第二绝缘导体的芯的端部部分，其中芯的端部部分的至少一部分至少部分地暴露；将芯的暴露出部分定位在箱体内，其中第一绝缘导体的护套的端部部分位于在箱体第一侧面上的第一导体开口中，并且第二绝缘导体的护套的端部部分位于在箱体的第二侧面上的第二导体开口中；将电绝缘粉末材料放置到箱体中；将第一柱塞设置在箱体的第一柱塞开口中；向第一柱塞施加作用力以压实所述粉末材料，其中所述粉末材料被压实成压实的粉末材料，所述压实的粉末材料至少部分地围绕芯的暴露出部分的一部分；将所述压实的粉末材料形成为基本上圆柱形形状，所述圆柱形形状的外直径与所述绝缘导体中至少一个的外直径相对类似；以及将套筒布置在所述压实的粉末材料上，以及将套筒联接到绝缘导体的护套。

在某些实施例中，一种用于联接两个绝缘导体的端部的装置包括：箱体，所述箱体包括第一侧面、第二侧面、在第一侧面上的第一导体开口、在第二侧面上的第二导体开口以及第一柱塞开口，所述第一导体开口构造为容纳第一绝缘导体的护套的端部部分，所述第二导体开口构造为容纳第二绝缘导体的护套的端部部分；第一柱塞，所述第一柱塞构造为布置在箱体的第一柱塞开口中；以及驱动机构，所述驱动机构构造为向第一柱塞提供作用力；从而，当两个绝缘导体到位时，其中第一导体开口中护套的端部部分和第二导体开口中护套的端部部分至少部分地暴露，并且电绝缘粉末存在于箱体中，驱动机构的激活导致粉末材料被压实成圆柱形形状，圆柱形形状的外直径与绝缘导体中至少一个的外直径相对相似。

在另外的实施例中，来自特定实施例的特征可以与来自其它实施例的特征相结合。例如，来自一个实施例的特征可以与来自任一其它实施例中的特征相结合。

在另外的实施例中，使用在此所描述的方法、系统、电源或加热器中的任一种来实施处理地下地层。

在另外的实施例中，附加特征可添加到在此所描述的特定实施例。

附图说明

通过参照结合所附附图进行的对根据本发明的当前优选不过为说明性实施例的下列详细说明，更加完全地知晓本发明的方法和装置的特点和优点。

图1显示出用于处理含烃地层的就地热处理系统的一部分的一个实施例的示意图。

图2示出了绝缘导体热源的一个实施例。

图3示出了绝缘导体热源的一个实施例。

图4示出了绝缘导体热源的一个实施例。

图5示出了用于联结绝缘导体的配件的一个实施例的侧剖视图。

图6示出了切割工具的一个实施例。

图7示出了用于联结绝缘导体的配件的另一个实施例的侧剖视图。

图8A示出了用于联接三个绝缘导体的螺纹配件的一个实施例的侧剖视图。

图8B示出了用于联接三个绝缘导体的焊接配件的一个实施例的侧剖视图。

图9示出了扭力工具的一个实施例。

图10示出了可用于机械压紧用于联结绝缘导体的配件的夹持组件的一个实施例。

图11示出了液压压实机的一个实施例的分解图。

图12示出了组装好的液压压实机的一个实施例的视图。

图13示出了在压实配件和绝缘导体之前配件和绝缘导体被紧固在夹紧组件中的一个实施例。

图14示出了用于联结绝缘导体的配件的又一个实施例的侧视图。

图15示出了具有用插入件遮挡的开口的配件的一个实施例的侧视图。

图16示出了在绝缘导体封套与套筒之间以及绝缘导体端部处具有电场减小特征的配件的一个实施例。

图17示出了电场应力减弱器件的一个实施例。

图18示出了在绝缘导体移动到配件中时的配件的剖视图。

图19示出了绝缘导体联结到配件内部的配件的剖视图。

图20示出了在绝缘导体移动到配件中时配件的另一实施例的剖视图。

图21示出了绝缘导体联结到配件内部的配件的另一实施例的剖视图。

图22示出了围绕已联结的绝缘导体的芯处于适当位置的电绝缘材料块的一个实施例。

图23示出了在围绕已联结的绝缘导体的芯处于适当位置的电绝缘材料的四个块的一个实施例。

图24示出了布置在已联结的绝缘导体上的内套筒的一个实施例。

图25示出了布置在内套筒和已联结的绝缘导体上的外部套筒的一个实施例。

图26示出了压缩之后绝缘导体的倒角端部的一个实施例。

图27示出了用于在压实绝缘导体的联结处压实电绝缘材料的压实装置的第一半部的一个实施例。

图28示出了围绕绝缘导体联接在一起的装置的一个实施例。

图29示出了在装置内部的绝缘导体的侧视图，其中第一柱塞在具有暴露芯的绝缘导体上方处于适当位置。

图30示出了在装置内部的绝缘导体的侧视图，其中随后柱塞在具有暴露芯的绝缘导体上方处于适当位置。

图31A-D示出了随后柱塞的其它实施例。

图32示出了移除装置的第二半部而留下第一半部以及在绝缘导体之间围绕配件压实的电绝缘材料的一个实施例。

图33示出了在绝缘导体之间围绕配件成形的电绝缘材料的一个实施例。

图34示出了布置在电绝缘材料之上的套筒的一个实施例。

图35示出了液压压力机的一个实施例的视图，该压力机可用于向柱塞施加作用力，以将电绝缘材料液压地压实到装置内部。

图36A示出了箱体的一个实施例的侧视图，所述箱体用于在绝缘导体联接处压实电绝缘材料。

图36B示出了图36A的箱体沿着线A-A的剖视图。

图37A示出了图36A的箱体的俯视图，其中柱塞处于缩回位置。

图37B示出了图36A的箱体的俯视图，其中柱塞处于展开位置。

图38A是图36A的箱体的等轴测视图，其中柱塞处于缩回位置。

图38B示出了图36A的箱体的等轴测视图，其中柱塞处于展开位置。

图39示出了用于圆周机械压缩中的套筒的一个实施例。

图40示出了套筒和肋已经被圆周压缩之后绝缘导体上的套筒的一个实施例。

图41示出了已联结的绝缘导体上的加固套筒的一个实施例。

图42示出了用于联接三个绝缘导体的配件的另一实施例的分解图。

图43-50示出了将配件安装到绝缘导体端部上的方法的一个实施例。

图51示出了可用于压实电绝缘材料的压实工具的一个实施例。

图52示出了可用于压实电绝缘材料的另一压实工具的实施例。

图53示出了可用于最后压实电绝缘材料的压实工具的一个实施例。

虽然本发明易于具有多种变型和替代形式，但是其具体实施例在附图中以示例方式进行显示，并且可在此进行详细描述。附图可不按比例绘制。应该理解的是，附图和对附图的详细描述不旨在将本发明限制为所公开的特别形式，而是相反地，旨在覆盖落入由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围内的所有变型、等同物和替代形式。

具体实施方式

下列描述总体涉及用于处理地层中的烃的系统和方法。这些地层可被处理以生产烃产品、氢以及其它产品。

“交流电(AC)”是指基本上正弦地改变方向的时变电流。AC产生了铁磁性导体中的集肤效应电流。

“联接”是指一个或多个物体或元件之间直接连接或者间接连接(例如，一个或多个居间的连接)。术语“被直接连接”是指物体或元件之间的直接连接使得物体或元件彼此直接连接，从而物体或元件以“使用点(point of use)”的方式操作。

“地层”包括一个或多个含烃层、一个或多个非烃层、上覆岩层和/或下伏岩层。“烃层”是指含烃地层中的层。烃层可含有非烃材料和烃材料。“上覆岩层”和/或“下伏岩层”包括一种或多种不同类型的不可渗透材料。例如，上覆岩层和/或下伏岩层可包括岩石、页岩、泥岩或润湿/致密的碳酸盐岩。在一些就地热处理过程的实施例中，上覆岩层和/或下伏岩层可包括一层或多层含烃层，其在就地热处理的处理过程中是相对不可渗透的并且不受温度影响，所述就地热处理导致上覆岩层和/或下伏岩层的含烃层的性能发生显著变化。例如，下伏岩层可含有页岩或泥岩，但是下伏岩层在就地热处理处理期间不允许加热到热解温度。在一些情形中，上覆岩层和/或下伏岩层可以是稍微可渗透的。

“地层流体”是指存在于地层中的流体，并且可包括热解流体、合成气、流动的烃和水(蒸汽)。地层流体可包括烃流体以及非烃流体。术语“流动的流体”是指由于地层的热处理而能够流动的含烃地层中的流体。“产出流体”是指从地层移出的流体。

“热源”是用于基本上通过传导和/或辐射热传递向地层的至少一部分提供热的任何系统。例如，热源可包括导电材料和/或电加热器(诸如绝缘导体)、细长部件和/或布置在导管中的导体。热源还可包括通过燃烧地层外部或地层中的燃料来产生热的系统。所述系统可以是地表燃烧器、井下气体燃烧器、无焰分布式燃烧器和自然分布式燃烧器。在一些实施例中，一个或多个热源所提供或产生的热可由其它能量源提供。所述其它能量源可直接加热地层，或者所述能量可施加到直接或间接加热地层的传递介质。应理解的是，将热施加到地层的一个或多个热源可使用不同的能量源。因而，例如，对于给定地层，一些热源可由导电材料、电阻加热器提供热，一些热源可通过燃烧提供热，一些热源可由一个或多个其它能量源(例如，化学反应、太阳能、风能、生物质或其它可再生能源)提供热。化学反应可包括放热反应(例如氧化反应)。热源还可包括向加热位置(诸如加热器井)附近和/或周围的区域提供热的导电材料和/或加热器。

“加热器”是用于在井中或井眼附近的区域产生热的任何系统或热源。加热器可以是，但不限于，电加热器、燃烧炉、与地层中的材料或从地层产出的材料发生反应的燃烧器、和/或它们的组合。

“烃”通常定义为主要由碳原子和氢原子形成的分子。烃还可包括其它元素，诸如，但不限于，卤素、金属元素、氮、氧和/或硫。烃可以是，但不限于，油母、沥青、焦沥青、油类、天然矿物蜡和沥青岩。烃可位于大地中的矿物基体中或与矿物基体相邻。基体可包括，但不限于，沉积岩、砂、沉积石英岩、碳酸盐岩、硅藻土和其它多孔介质。“烃流体”是包含烃的流体。烃流体可包含夹带非烃流体或被夹带在非烃流体中的流体，所述非烃流体诸如为氢、氮、一氧化碳、二氧化碳、硫化氢、水和氨。

“就地转化过程”是指通过热源加热含烃地层以将地层的至少一部分的温度升高到热解温度以上以使得在地层中产生热解流体的过程。

“就地热处理过程”是指使用热源加热含烃地层以将地层的至少一部分的温度升高到导致含烃材料的流动流体、降粘和/或热解的温度以上以使得在地层中产生流动的流体、降粘的流体和/或热解的流体的过程。

“绝缘导体”是指任何能够导电且被电绝缘材料整体或者部分覆盖的细长材料。

“氮化物”是指氮与元素周期表中一个或多个其它元素的化合物。氮化物包括，但并不限于，氮化硅、氮化硼或氮化铝(alumina nitride)。

“穿孔”包括管道、管状物、管子或者其它流动路径的壁中开口、缝隙、孔口或者孔，所述孔允许流动到管道、管状物、管子或者其它流动通道中或者从它们中流出。

“热解”是由于施加热而导致化学键的断裂。例如，热解可包括仅通过热将化合物转变为一种或多种其它物质。热可被传递到地层的一部段以发生热解。

“热解流体”或“热解产品”是指基本上在烃的热解期间产生的流体。通过热解反应产生的流体可与地层中的其它流体混合。混合物被认为是热解流体或热解产品。如在此所使用的，“热解区”是指被反应或正进行反应以形成热解流体的地层体(例如，相对可渗透的地层，诸如沥青砂地层)。

层的“厚度”是指层的横截面的厚度，其中横截面垂直于层的表面。

术语“井眼”是指通过钻井或将管道插入地层中而在地层中形成的孔。井眼可具有基本上圆形的横截面或其它横截面形状。如在此所使用的，术语“井”和“开口”在指地层中的开口时可与术语“井眼”互换使用。

地层可通过各种方式进行处理以生产出很多不同产品。不同阶段或过程可用于在就地热处理过程中处理地层。在一些实施例中，地层的一个或多个部段可进行溶解采矿以从所述部段中移出可溶的矿物。可在就地热处理过程之前、期间或之后对矿物进行溶解采矿。在一些实施例中，进行溶解采矿的一个或多个部段的平均温度可保持在大约120℃以下。

在一些实施例中，地层的一个或多个部段被加热以从所述部段移出水和/或从所述部段移出甲烷和其它挥发性烃。在一些实施例中，在水和挥发性烃的移出过程中，平均温度可从环境温度升高至大约220℃以下的温度。

在一些实施例中，地层的一个或多个部段被加热至允许烃在地层中运动和/或降粘的温度。在一些实施例中，地层的一个或多个部段的平均温度被升高至烃在所述部段中的流动温度(例如，从100℃到250℃范围内的温度、从120℃到240℃范围内的温度或者从150℃到230℃范围内的温度)。

在一些实施例中，一个或多个部段被加热至允许在地层中进行热解反应的温度。在一些实施例中，地层的一个或多个部段的平均温度可被升高至烃在所述部段中的热解温度(例如，从230℃到900℃范围内的温度、从240℃到400℃范围内的温度或者从250℃到350℃范围内的温度)。

利用多个热源加热含烃地层可在热源周围形成热梯度，所述热源将地层中烃的温度以期望的加热速度升高至期望的温度。温度升高经过用于期望产品的流动温度范围和/或热解温度范围的速率可影响从含烃地层产出的地层流体的质量和数量。将地层温度缓慢地升高经过流动温度范围和/或热解温度范围可允许从地层产出高质量、高API重力指标的烃。将地层温度缓慢地升高经过流动温度范围和/或热解温度范围可允许移出存在于地层中的大量烃以作为烃产品。

在一些就地热处理的实施例中，代替将温度缓慢地加热经过温度范围的是将地层的一部分加热到期望温度。在一些实施例中，期望的温度为300℃、325℃或350℃。可选择其它温度作为期望温度。

叠加来自热源的热允许在地层中相对快速且有效地形成期望温度。从热源输入到地层中的能量可被调节以使地层中的温度基本上保持在期望温度。

流动产品和/或热解产品可通过生产井从地层生产出。在一些实施例中，一个或多个部段的平均温度被升高至流动温度，烃从生产井生产出。在生产之后由于流动性降低到选定值以下，一个或多个部段的平均温度可被升高至热解温度。在一些实施例中，在达到热解温度之前不进行大量生产的情况下，一个或多个部段的平均温度可被升高至热解温度。包含热解产品的地层流体可通过生产井生产出。

在一些实施例中，一个或多个部段的平均温度可被升高至足够高温度，以便允许在流动和/或热解之后进行合成气生产。在一些实施例中，烃可被升高至足够高温度，以便在达到足以允许进行合成气生产的温度之前不进行大量生产情况下允许进行合成气生产。例如，合成气可在从大约400℃到大约1200℃、大约500℃到大约1100℃或大约550℃到大约1000℃的温度范围内产生。合成气产生流体(例如，蒸气和/或水)可被引入各部段中以产生合成气。合成气可从生产井生产出。

溶解采矿、挥发性烃和水的移出、使烃流动、热解烃、产生合成气和/或其它过程可在就地热处理过程中进行。在一些实施例中，一些过程可在就地热处理之后进行。这些过程可包括，但不限于，从已处理的部段回收热、将流体(例如，水和/或烃)存储在先前已处理的部段中和/或将二氧化碳隔绝在先前已处理的部段中。

图1示出了用于处理含烃地层的就地加热系统的一部分的一个实施例的示意图。该就地热处理系统可包括障壁井200。障壁井用于在处理区域周围形成障壁。所述障壁阻止流体流入和/或流出处理区域。障壁井包括，但是不限于，脱水井、真空井、俘获井、注入井、灌浆井、冷冻井或它们的组合。在一些实施例中，障壁井200是脱水井。脱水井可去除液态水和/或阻止液态水进入待加热的地层部分或正被加热的地层。在图1所示的实施例中，障壁井200显示为仅沿热源202的一侧延伸，但是障壁井典型地环绕所使用的或将要使用的所有热源202，以加热地层的处理区域。

热源202设置在地层的至少一部分中。热源202可包括加热器，所述加热器诸如是绝缘导体、导体在导管中的加热器、地表燃烧器、无焰分布式燃烧器和/或自然分布式燃烧器等。热源202还可包括其它类型的加热器。热源202向地层的至少一部分提供热以加热地层中的烃。能量可通过供给管线204供应给热源202。供给管线204可根据一种或多种用于加热地层的热源而在结构上有所不同。用于热源的供给管线204可传输用于电加热器的电，可传输用于燃烧器的燃料，或者可传输在地层中循环的热交换流体。在一些实施例中，用于就地热处理过程的电可由一个或多个核电站提供。使用核动力可使得降低或消除从就地热处理过程释放的二氧化碳。

当地层被加热时，输入到地层中的热可引起地层扩张和地质运动。可在脱水过程之前、同时或期间打开热源。计算机模拟可模拟响应于加热的地层。计算机模拟可用于形成用于激活地层中的热源的模式和时间序列，以使得地层的地质运动不会对地层中的热源、生产井和其它设施的功能造成不利影响。

加热地层可引起地层的渗透性和/或孔隙率增大。渗透性和/或孔隙率的增大可通过由于水的汽化和移出、烃的移出和/或形成断裂而使地层中的矿体减小而产生。由于地层的渗透性和/或孔隙率增大，流体可更容易地在地层的受热部分中流动。由于渗透性和/或孔隙率增大，地层的受热部分中的流体可运动通过地层相当长距离。相当长的距离根据各种因素可以是1000m以上，该各种因素诸如是地层的渗透性、流体的性质、地层的温度和允许流体运动的压力梯度。流体在地层中行进相当长距离的能力允许生产井206在地层中相对远地间隔开。

生产井206用于从地层移出地层流体。在一些实施例中，生产井206包括热源。生产井中的热源可在生产井处或生产井附近加热地层的一个或多个部分。在一些就地热处理过程的实施例中，由每米生产井从生产井提供给地层的热量小于由加热地层的每米热源提供给地层的热量。从生产井提供给地层的热可通过汽化和移出生产井附近的液相流体和/或通过由形成巨大和/或极微小的断裂而增大生产井附近的地层的渗透性来增大生产井附近的地层渗透性。

多于一个热源可定位于生产井中。在来自相邻热源的热叠加加热地层足以抵消通过利用生产井加热地层所提供的益处时，可关闭生产井的下部部分中的热源。在一些实施例中，生产井的上部部分中的热源可在关闭生产井的下部部分中的热源之后保持打开。生产井的上部部分中的热源可抑制地层流体的冷凝和逆流。

在一些实施例中，生产井206中的热源允许从地层中移出地层流体的汽相。在生产井处提供热或通过生产井提供热可用于：(1)在该生产流体靠近上覆岩层在生产井中运动时抑制该生产流体的冷凝和/或逆流；(2)增加输入到地层中的热；(3)与没有热源的生产井相比，提高生产井的产率；(4)抑制生产井中高碳数(C₆及以上)化合物的冷凝；和/或(5)增大生产井处或生产井附近的地层的渗透性。

地层中的地下压力可对应于在地层中产生的流体压力。随着地层的受热部分中的温度升高，受热部分中的压力可由于就地流体的热膨胀、增加的流体生成和水的汽化而增大。控制从地层移出流体的速率可允许控制地层中的压力。地层中的压力可在很多不同的位置处确定，诸如在生产井附近或在生产井处、在热源附近或在热源处，或在监控井处。

在一些含烃地层中，从地层生产烃受到抑制，直到已经使地层中的至少一些烃流动和/或热解为止。当地层流体具有选定品质时，可从地层产出地层流体。在一些实施例中，选定品质包括至少约20°、30°或40°的API重力指标。直到使至少一些烃流动和/或热解，抑制生产才可加快重烃向轻烃的转化。抑制初期生产可以使从地层产出的重烃的量最小。生产大量重烃可能需要昂贵的设备和/或缩短生产设备的寿命。

在一些含烃地层中，在地层的受热部分中已经产生显著渗透性之前，地层中的烃可被加热到流动温度和/或热解温度。最初的渗透性缺乏可抑制所产生的流体运输到生产井206中。在初始加热期间，地层中的压力在热源202附近可增大。增大的流体压力可通过一个或多个热源202被释放、监控、改变和/或控制。例如，选定的热源202或独立的压力释放井可包括允许从地层移出一些流体的压力释放阀。

在一些实施例中，可允许增加由在地层中产生的流动流体、热解流体或其它流体的膨胀所产生的压力，尽管通向生产井206的开放路径或任何其它压力降可能仍然不存在于地层中。可允许流体压力朝向岩石静压力增加。含烃地层中的断裂可在流体接近岩石静压力时形成。例如，可在地层的受热部分中从热源202至生产井206形成断裂。受热部分中断裂的产生可释放该部分中的一些压力。地层中的压力可能不得不保持低于选定压力以便抑制不想要的生产、上覆岩层或下伏岩层的断裂、和/或烃在地层中的焦化。

在达到流动温度和/或热解温度且允许从地层进行生产之后，地层中的压力可发生变化，用于改变和/或控制产出的地层流体的成分、用于控制地层流体中可冷凝流体相对于不可冷凝流体的百分比、和/或用于控制正在产出的地层流体的API重力指标。例如，降低压力可导致产出较大的可冷凝流体组分。可冷凝流体组分可含有较大百分比的烯烃。

在一些就地热处理过程的实施例中，地层中的压力可保持足够高以促使产出API重力指标大于20°的地层流体。保持地层中增大的压力可在就地热处理过程中抑制地层塌陷。保持增大的压力可减小或消除对在地表处压缩地层流体以将收集管道中的流体输送到处理设备的需要。

令人惊讶的是，在地层的受热部分中保持增加的压力可允许产生品量提高且相对低分子量的大量烃。压力可被保持成使得产出的地层流体具有极小量的所选碳数以上的化合物。所选碳数可以是至多25、至多20、至多12或至多8。一些高碳数化合物可被夹带在地层内的蒸气中并且可与蒸气一起从地层移出。保持地层中增大的压力可抑制在蒸气中夹带高碳数化合物和/或多环烃化合物。高碳数化合物和/或多环烃化合物可在地层中保持为液相相当长时间。相当长时间可以为化合物提供足够长的时间来进行热解以形成低碳数化合物。

相对低分子量的烃的产生被认为是部分地由于氢在含烃地层中的自动产生和反应。例如，保持增大的压力可迫使在热解过程中产生的氢进入地层内的液相中。将地层的一部分加热到热解温度范围内的温度可热解地层中的烃以便产生液相热解流体。所产生的液相热解流体组分可包括双键和/或基团。液相中的氢(H₂)可减小所产生的热解流体的双键，从而减小由所产生的热解流体聚合或形成长链化合物的可能性。另外，H₂还可压制所产生的热解流体中的基团。液相中的H₂可抑制所产生的热解流体彼此发生反应和/或与地层中的其它化合物发生反应。

从生产井206产出的地层流体可通过收集管道208输送到处理设备210。地层流体还可从热源202产出。例如，流体可从热源202产出以控制邻近热源的地层中的压力。从热源202产出的流体可通过生产管或管道输送到收集管道208，或者产出流体可通过生产管或管道直接输送到处理设备210。处理设备210可包括分离单元、反应单元、改质单元、燃料室、涡轮、存储容器和/或其它用于处理产出的地层流体的系统和单元。处理设备可将从地层产出的烃的至少一部分形成运输燃料。在一些实施例中，运输燃料可以是喷气燃料，诸如JP-8。

绝缘导体可用作加热器或热源的电加热元件。绝缘导体可包括由电绝缘体所围绕的内部电导体(芯)以及包括外部电导体(护套)。电绝缘体可包括矿物绝缘材料(例如，氧化镁)或者其它电绝缘材料。

在某些实施例中，绝缘导体布置在含烃地层中的开口内。在一些实施例中，绝缘导体布置在含烃地层中的未加套管的开口内。将绝缘导体布置在含烃地层中的未加套管的开口中可允许将热通过辐射以及传导而从绝缘导体传递到地层。使用未加套管的开口可便于从井中收回绝缘导体(如果需要的话)。

在一些实施例中，绝缘导体布置在地层中的套管内；可被水泥粘结在地层内；或者可通过砂、砂砾或其它的填充材料而封装在开口中。绝缘导体可被支撑在定位在开口内的支撑构件上。支撑构件可以是线缆、杆或者管道(例如，管子)。支撑构件可由金属、陶瓷、无机材料或者它们的组合而制成。因为支撑构件的各部分在使用期间暴露于地层流体和热量中，支撑构件可以是耐化学的和/或耐热的。

系结、点焊焊接和/或其它类型的联接部可用来在沿着绝缘导体长度的不同场所处将绝缘导体联接到支撑构件。支撑构件可被附接到地层上表面处的井口。在一些实施例中，绝缘导体具有足够的结构强度，以使得并不需要支撑构件。在很多情况下，绝缘导体可具有至少一些柔性，以当经历温度变化时抑制热膨胀损坏。

在一些实施例中，绝缘导体在没有支撑构件和/或扶正器的情况下布置在井眼中。没有支撑构件和/或扶正器的绝缘导体可具有下述性能的适当组合：耐高温和耐腐蚀性、抗蠕变强度、长度、厚度(直径)和将在使用期间抑制绝缘导体失效的冶金性。

图2示出了绝缘导体212的一个实施例的端部部分的透视图。绝缘导体212可具有任何期望的横截面形状，诸如但并不限于，圆形(图2中示出)、三角形、椭圆形、矩形、六边形或者不规则形状。在某些实施例中，绝缘导体212包括芯214、电绝缘体216和护套218。当电流流过芯时，芯214可进行电阻加热。交变或时变电流和/或直流电流可用来给芯214提供电力，以使得芯进行电阻加热。

在一些实施例中，电绝缘体216抑制了电流泄漏以及击穿护套218。电绝缘体216可将在芯214中产生的热量热传导到护套218。护套218可将热量辐射或传导到地层。在某些实施例中，绝缘导体212为1000m长或者更长。较长或较短的绝缘导体还可用于满足特定应用需要。绝缘导体212的芯214、电绝缘体216和护套218的尺寸可选择成使得绝缘导体具有足够的强度，以便即使在操作温度上限也能自支撑。这些绝缘导体可从井口或者从靠近上覆岩层与含烃地层之间的界面布置的支撑件悬垂下来，而并不需要支撑构件随着绝缘导体一起延伸到含烃地层中。

绝缘导体212可设计为在高达大约1650瓦特/米或更高的功率水平下操作。在某些实施例中，当加热地层时，绝缘导体212在介于大约500瓦特/米与大约1150瓦特/米之间的功率水平下操作。绝缘导体212可设计成使得在典型的操作温度下的最高电压水平并不导致电绝缘体216的明显热和/或电击穿。绝缘导体212可设计成使得护套218并不超过一温度，该温度将导致护套材料的耐腐蚀性能显著降低。在某些实施例中，绝缘导体212可设计为达到介于大约650℃至大约900℃范围内的温度。可形成具有其它操作范围的绝缘导体以满足特定的操作要求。

图2示出了具有单个芯214的绝缘导体212。在一些实施例中，绝缘导体212具有两个或更多个芯214。例如，一个绝缘导体可具有三个芯。芯214可由金属或者另一种导电材料制成。用于形成芯214的材料可包括，但并不限于，镍铬合金、铜、镍、碳钢、不锈钢和它们的组合。在某些实施例中，芯214被选择为具有直径和在操作温度下的电阻，以使得根据欧姆定律，其电阻使得其对于所选定的每米功率损耗、加热器的长度和/或用于芯材料的最大电压而言电稳定且结构稳定。

在一些实施例中，芯214由沿着绝缘导体212的长度不同材料制成。例如，芯214的第一部段可由具有比芯的第二部段显著低电阻的材料制成。第一部段可布置为靠近并不需要被加热到与靠近第二部段的第二地层一样高的温度的地层。芯214的各部段的电阻可通过具有不同直径和/或通过具有由不同材料制成的芯部段而进行调整。

电绝缘体216可由各种材料制成。通常所使用的粉末可包括，但并不限于，MgO、AI₂O₃、氧化锆、BeO、尖晶石的不同化学变异和它们的组合。氧化镁可提供良好的导热性和电绝缘性。所期望的电绝缘性能包括较低的泄漏电流和较高的介电强度。低的泄漏电流降低了热分解的可能性，而高的介电强度降低了击穿绝缘体的可能性。如果泄漏电流导致绝缘体温度的持续升高，则可发生热分解，从而也导致击穿绝缘体。

护套218可以是外部金属层或者导电层。护套218可以与热的地层流体相接触。护套218可由在高温下具有高耐腐蚀性的材料制成。可在护套218的期望操作温度范围内使用的合金包括，但并不限于，304不锈钢、310不锈钢，800和600(美国西弗吉尼亚州Huntington的Inco Alloys International)。护套218的厚度可不得不足以在热和腐蚀环境中持续三年到十年。护套218的厚度可通常在大约1mm至大约2.5mm之间变化。例如，1.3mm厚的310不锈钢外层可用作护套218，以在地层中受热区域中提供良好的耐硫腐蚀的化学耐性达三年以上的时间。较大或较小的护套厚度可用来满足特定的应用要求。

一个或多个绝缘导体可布置在地层中的开口内，以形成一个或多个热源。电流可流过开口中的每个绝缘导体，以加热地层。可替代地，电流可流过开口中的所选定的绝缘导体。未使用的导体可用作备用加热器。绝缘导体可以按任何便利的方式电联接到动力源。绝缘导体的每个端部可联接到穿过井口的引入线缆。这种构造典型地具有定位成靠近热源的底部的180°的弯曲(“发夹”弯曲)或转弯。包括180°弯曲或转弯的绝缘导体可并不需要底部终端，但是180°弯曲或转弯可以是加热器中的电弱部和/或结构弱部。绝缘导体可以串联、并联、或者串联并联相组合地电联接在一起。在热源的一些实施例中，电流可穿过绝缘导体的导体，并且通过将芯214联接到热源底部处的护套218(如图2中所示)而穿过绝缘导体的护套返回。

在一些实施例中，三个绝缘导体212以三相Y型结构电联接。图3示出了地下地层中开口中以Y型结构联接的三个绝缘导体的一个实施例。图4示出了可从地层中的开口220移出的三个绝缘导体212的一个实施例。对于呈Y型结构的三个绝缘导体，可以不需要底部连接部。另外，Y型结构的所有三个绝缘导体可在开口的底部附近而连接在一起。连接部可直接在绝缘导体的加热部段的端部处形成，或者在冷销(较低电阻部段)的在绝缘导体的底部处联接到加热部段的端部处形成。底部连接部可通过填充有绝缘体且密封的罐形成或者通过填充有环氧物的罐形成。绝缘体可以是与用作电绝缘的绝缘体相同的组成部分。

图3和4中所示的三个绝缘导体212可使用扶正器224联接到支撑构件222。可替代地，绝缘导体212可使用金属带直接捆绑到支撑构件222。扶正器224可保持绝缘导体212在支撑构件222上的位置和/或抑制绝缘导体212在支撑构件222上的运动。扶正器224可以由金属、陶瓷或者它们的组合制成。金属可以是不锈钢或者任何其它能够经得起腐蚀和高温环境的金属。在一些实施例中，扶正器224是以小于大约6m的距离焊接到支撑构件的弓形金属条。用于扶正器224中的陶瓷可以是但并不限于Al₂O₃、MgO或另一电绝缘体。扶正器224可以保持绝缘导体212在支撑构件222上的位置，以使得可在绝缘导体的操作温度下抑制绝缘导体的运动。绝缘导体212也可以由稍许柔性，以经得起加热期间支撑构件212的膨胀。

支撑构件222、绝缘导体212和扶正器224可布置在烃层226中的开口220内。绝缘导体212可使用冷销230联接到底部导体接合件228。底部导体接合件228可将各绝缘导体212彼此电联接。底部导体接合件228可包括导电且在开口220中所发现的温度下不会融化的材料。冷销230可以是具有比绝缘导体212低的电阻的绝缘导体。

引入导体232可被联接到井口234，以将电能提供给绝缘导体212。引入导体232可以由较低电阻的导体制成，以使得从流过引入导体的电流所产生较少的热量。在一些实施例中，引入导体是由橡胶或者聚合体绝缘的绞合铜丝。在一些实施例中，引入导体是具有铜芯的矿物绝缘导体。引入导体232可通过位于上覆岩层238与地面236之间的密封法兰而联接到地面236处的井口234。密封法兰可抑制流体从开口220逃逸到地面236。

在某些实施例中，引入导体232使用过渡导体240联接到绝缘导体212。过渡导体240可以是绝缘导体212的较低阻抗部分。过渡导体240可以被认为是绝缘导体212的“冷销”。过渡导体240可被设计为与在绝缘导体212的主要加热部分的单位长度相比每单位长度损耗大约十分之一到大约五分之一的功率。过渡导体240可典型地介于大约1.5米到大约15米之间，尽管更短或者更长可用于适应特定应用要求。在一个实施例中，过渡导体240的导体是铜。过渡导体240的电绝缘体可以是与在主要加热部分中所使用的类型相同的电绝缘体。过渡导体240的护套可以由耐腐蚀材料制成。

在某些实施例中，过渡导体240通过拼接部或其它联接接头而联接到引入导体232。拼接部可用来将过渡导体240联接到绝缘导体212。拼接部不得不经受住等于目标区域操作温度一半的温度。拼接部中电绝缘的密度在一些情况下应该足够高，以经得起所要求的温度和操作电压。

在一些实施例中，如图3中所示，封装材料242布置在上覆岩层套管244与开口220之间。在一些实施例中，增强材料246可将上覆岩层套管244固定到上覆岩层238。封装材料242可抑制流体从开口220流动到地面236。增强材料246可包括例如G级或H级的波特兰水泥，所述波特兰水泥与用于改善高温性能的石英粉、矿渣或石英粉、和/或它们的混合物进行混合。在一些实施例中，增强材料246径向延伸从大约5厘米到大约25厘米的宽度。

如图3和4所示，支撑构件222和引入导体232可以联接到在地层地面236处的井口234。地表导体248可封装增强材料246并且联接到井口234。一些实施例的地表导体可延伸约3米到约515米的长度而进入到地层中的开口中。可替代地，地表导体可延伸大约9m的深度而进入到地层中。电流可从动力源所供给到绝缘导体212，以由于绝缘导体的电阻而产生热量。三个绝缘导体212所产生的热量可在开口220内传送，以加热烃层226的至少一部分。

由绝缘导体212所产生的热量可加热含烃地层的至少一部分。在一些实施例中，热量基本上通过将所产生的热量辐射到地层而传送到地层。一些热量可由于存在于开口中的气体而通过热传导或对流进行传送。开口可以是未加套管的开口，如图3和4中所示。未加套管的开口消除了与将加热器热连接到地层相关的费用，与套管相关的费用，和/或将加热器封装在开口内的费用。另外，通过辐射传热典型地比通过传导传热更高效，因此加热器可在裸井眼中在较低温度下操作。在热源初始工作期间，传导传热可通过增添开口中的气体而得到增强。气体可保持在高达大约27bar的绝对压力下。气体可包括但并不限于二氧化碳和/或氦。裸井眼中的绝缘导体加热器可有益地自由地膨胀或者收缩以调节热膨胀和收缩。绝缘导体加热器可有益地从裸井眼中移出或者重新布署。

在某些实施例中，绝缘导体加热器组件使用线轴组件进行安装或者移除。多于一个的线轴组件可用来同时安装绝缘导体和支撑构件。可替代地，支撑构件可使用连续管单元进行安装。随着支撑件被插入到井中，加热器可以被解绕且联接到支撑件。电加热器和支撑构件可以是从线轴组件解绕。间隔件可沿着支撑构件的长度而联接到支撑构件和加热器。附加的线轴组件可用于附加的电加热器元件。

温度受限的加热器可以具有在某一温度下为加热器提供自动温度限制特性的构造，和/或包括在某一温度下为加热器提供自动温度限制特性的材料。温度受限加热器的一些实例可在下述专利文献中找到：美国专利：Wellington等人的US6,688,387；Sumnu-Dindoruk等人的US6,991,036；Karanikas等人的US6,698,515；Wellington等人的US6,880,633；de Rouffignac等人的US6,782,947；Vinegar等人的US6,991,045；Vinegar等人的US7,073,578；Vinegar等人的US7,121,342；Fairbanks的US7,320,364；McKinzie等人的US7,527,094；Mo等人的US7,584,789；Hinson等人的US7,533,719；和Miller的US7,562,707；美国专利申请：Vinegar等人的US2009-0071652；Burns等人的US2009-0189617；Prince-Wright等人的US2010-0071903；Nguyen等人的US2010-0096137，这些专利文献中的每一个通过引用进行合并，如同完全在此说明的一样。温度受限加热器的尺寸可设定成通过AC频率(例如60Hz AC)或通过调谐的直流电而操作。

在某些实施例中，铁磁性材料可用于温度受限加热器中。铁磁性材料可在材料的居里温度处或附近和/或在相变温度范围内自我限制温度，以便当将时变电流应用到材料时提供减小量的热量。在某些实施例中，铁磁性材料将温度受限加热器的温度自我限制到所选定的温度处，所选定的温度大约是居里温度和/或在相变温度范围内。在某些实施例中，所选定的温度处于处于大约居里温度和/或相变温度范围的大约35℃内、处于大约25℃内、处于大约20℃内或者处于大约10℃内。在某些实施例中，铁磁性材料与其它材料(例如，高传导性材料，高强度材料，耐腐蚀材料，或者它们的组合)联接，以提供不同的电性能和/或机械性能。温度受限加热器的一些部分的电阻可以比温度受限加热器的其它部分低(是由不同几何结构和/或通过使用不同的铁磁性和/或非铁磁性材料引起的)。使得温度受限加热器的一些部分具有不同材料和/或尺寸允许调整从加热器的各部分输出的期望热量。

温度受限加热器可以比其它加热器更加可靠。温度受限温度可不易于由于地层中的热点而损坏或者失效。在一些实施例中，温度受限加热器用于对地层进行基本上均匀加热。在一些实施例中，温度受限加热器能够通过沿着加热器的整个长度以较高平均热输出量操作而更有效加热地层。温度受限加热器沿着加热器整个长度以较高平均热输出量操作，这是因为：如果沿着加热器的任一点的温度超过或者即将超过加热器的最大操作温度，对于加热器的功率并不必须降低到整个加热器，正如典型的恒定瓦数的加热器的情况一样。来自接近加热器的居里温度和/或相变温度范围的温度受限加热器的一些部分的热输出量，在没有受控地调整施加到加热器的时变电流的情况下自动地减小。热输出量由于温度受限加热器的一些部分的电气性质(例如电阻)改变而自动减小。因而，在加热过程的较大部分期间，由温度受限加热器供给更多的动力。

在某些实施例中，在温度受限加热器通过时变电流而通电时，包括温度受限加热器的系统最初提供了第一热输出量，然后在加热器的电阻部分的居里温度和/或相变温度范围附近、处或以上提供减小量的(第二热输出量)热输出量。第一热输出量是在低于温度受限加热器开始自我限制温度的温度下的热输出量。在一些实施例中，第一热输出量是在处于温度受限加热器中铁磁性材料的居里温度和/或相变温度范围以下的大约50℃、大约75℃、大约100℃、或大约125℃温度下的热输出量。

温度受限加热器可通过在井口处所提供的时变电流(交流电或者调谐直流电)而通电。井口可包括动力源以及用于将动力供给到温度受限加热器的其它元件(例如调谐元件，变压器和/或电容器)。温度受限加热器可以是用于加热地层的一部分的许多加热器中的一个。

在某些实施例中，温度受限加热器包括导体，该导体在将时变电流施加到导体时用作集肤效应或者邻近效应加热器。集肤效应将电流渗透深度限制到导体的内部。对于铁磁性材料，通过导体的磁导率来控制集肤效应。铁磁性材料的相对磁导率典型地处于10至1000之间(例如铁磁性材料的相对磁导率典型地为至少10，并且可能是50、100、500、1000或者更大)。随着铁磁性材料的温度升高到居里温度以上或者升高到相变温度范围，和/或随着所施加的电流增加，铁磁性材料的磁导率显著降低并且趋肤深度快速扩张(例如，趋肤深度以磁导率的负二次方根而扩张)。在居里温度处、附近或者以上、在相变温度范围内，和/或随着所施加的电流增加，磁导率方面的降低导致了导体的AC或者调谐DC电阻的降低。当温度受限加热器通过基本上恒流电源提供动力时，接近、达到或者处于居里温度以上和/或相变温度范围内的加热器的各部分可能已经降低了热消散。并不处于或者靠近居里温度和/或相变温度范围的温度受限加热器的各部分由趋肤效应加热所控制，该趋肤效应加热使得加热器具有由于较高电阻负载所导致的高热消散。

使用温度受限加热器来加热地层中的烃的优点在于：导体被选择为在期望的操作温度范围中具有居里温度和/或相变温度范围。期望操作温度范围内的操作者使得大量热量注入到地层中，与此同时保持温度受限加热器以及其它设备的温度低于设计极限温度。设计极限温度是诸如腐蚀、蠕变和/或变形的特性受到不利影响的温度。温度受限加热器的温度限制特性抑制了靠近地层中低导热性“热点”的加热器的过热或者烧坏。在一些实施例中，温度受限加热器能够降低或者控制热输出量和/或经得起高于25℃、37℃、100℃、250℃、500℃、700℃、800℃、900℃、或高达1131℃以上温度的热量，这依赖于加热器中所使用的材料。

相比于恒定瓦数的加热器，温度受限加热器使得更多的热量注入到地层中，这是因为输入到温度受限加热器中的能量不必被限制成适应邻近加热器的较低导热性区域。例如，在绿河油页岩中，在最低富油页岩层和最高富油页岩层在热传导率方面存在至少因子3的差异。当加热这种地层时，相比于具有由较低导热层处温度所限制的传统加热器的地层，明显更多的热量被传递到具有温度受限加热器的地层。沿着传统加热器的整个长度的热输出量需要适应较低导热性层，以使得加热器并不在较低导热层处过热和烧坏。对于温度受限加热器，邻近处于高温下的较低导热性层的热输出量将减小，但是温度受限加热器的并未处于高温下的剩余部分将仍然提供高的热输出量。因为用于加热烃层的加热器典型地具有很长的长度(例如，至少10m、100m、300m、500m、1km或者高达大约10km)，温度受限加热器的长度的大部分可在居里温度和/或相变温度范围以下操作，而仅仅一小部分处于温度受限加热器的居里温度和/或相变温度范围处或附近。

温度受限加热器的使用使得热量有效率的传递到地层。有效率的传热使得将地层加热到期望温度所需要的时间缩短。例如，在绿河油页岩中，当使用通过传统恒定瓦数加热器的12m加热器井间隔时，热解典型地需要加热9.5年到10年。对于相同的加热器间隔，当将加热器设备温度保持在设备设计极限温度以下时，温度受限加热器可允许较大的平均热输出量。相比于由恒定瓦数加热器所提供的较低平均热输出量，可通过由温度受限加热器所提供的较大平均热输出量而在较早时间发生地层中的热解。例如，在绿河油页岩中，可通过使用具有12m加热器井间隔的温度受限加热器而在5年内发生热解。温度受限加热器抵消了由于加热器井靠得太近的不精确井间隔或者钻井所导致的热点。在某些实施例中，温度受限加热器用于随着时间推移而对已经间隔得太远的加热器井增加动力输出量，或者对太近地间隔开的加热器井限制动力输出量。温度受限加热器还在邻近上覆岩层和下伏岩层的区域中提供了更多的动力，以补偿这些区域中的温度损失。

温度受限加热器可有益地用于许多种类的地层。例如，在含沥青砂地层或者含重质烃的相对可渗透地层中，温度受限加热器可用来提供可控制的低温输出，以用于降低液体粘度、流动流体、和/或增强井眼处或附近或者地层中的流体的径向流动。温度受限加热器可用来抑制由于地层的靠近井眼区域过热所导致的过度焦炭生成。

在一些实施例中，温度受限加热器的使用消除或者减小了对于昂贵的温度控制电路的需要。例如，温度受限加热器的使用消除或者减小对于进行温度测井的需要和/或对于使用加热器上的固定热电偶以监测热点处潜在过热的需要。

温度受限加热器可在导体在导管中的加热器中使用。在导体在导管中的加热器的一些实施例中，在导体中产生电阻热量的大部分，并且该热量通过辐射、传导和/或对流而传递到导管。在导体在导管中的加热器的一些实施例中，在导管中产生电阻热量的大部分。

在一些实施例中，在高达铁磁性导体的居里温度和/或相变温度范围处或附近温度的温度下，相对薄的导电层用来提供温度受限加热器的电阻热输出量的大部分。这种温度受限加热器可用作绝缘导体加热器中的加热构件。绝缘导体加热器的加热构件可位于具有绝热层的护套内部，该绝热层在护套与加热构件之间。

相比于在MI线缆工业中典型的那些MI线缆，用于在地下应用(诸如在一些应用中加热含烃地层)中的矿物隔离(MI)线缆(绝缘导体)较长，可具有较大的外直径，并且可在较高电压和温度下工作。为了这些地下应用，需要多个MI线缆的联结起来以使得MI线缆足够长以达到需要有效加热地下的深度和距离，以及需要将具有不同功能的一些分段(诸如联接到加热器部段的引入线缆)联结起来。如此长的加热器还需要高电压，以提供足够的动力给加热器的最远端部。

传统的MI线缆拼接部设计典型地并不适合于1000伏特以上、1500伏特以上或者2000伏特以上的电压，并且可在升高的温度下不会失效的情况下不可长时间操作，升高的温度诸如为650℃以上(大约1200℉)、700℃(大约1290℉)以上、或800℃(大约1470℉)以上。这种高电压、高温应用典型地需要压实拼接部中的矿物绝缘物，以尽可能达到绝缘导体(MI线缆)自身中压实程度或者高于该压实程度。

用于一些应用的MI线缆的较大外直径和较长的长度需要线缆在水平定向时进行拼接。对于已经水平制造的MI线缆的其它应用存在拼接部。这些技术典型地使用了小孔，矿物绝缘(诸如氧化镁粉末)穿过小孔而被填充到拼接部中，并且通过振动和捣实而稍微压实。这些方法并未提供矿物绝缘的充分压实，甚至在一些情况下进行对矿物绝缘的任何压实，因而可能并不适于形成这些地下应用所需要的在高电压下使用的拼接部。

因此，现在对于绝缘导体的拼接部存在一种需要，所述拼接部简单，但是可在井下环境的高电压和高温下无故障地操作很长时间。另外，拼接部可能需要较高的弯曲和拉伸强度，以抑制线缆在地下可能承受的重量负荷和温度下的拼接失效。这些技术和方法也可用于降低拼接部中的电场强度，以减小拼接部中的泄漏电流，以及增加操作电压与电击穿之间的界限。降低电场强度可有助于增大拼接部的电压和温度工作范围。

图5示出了用于联结绝缘导体的配件的一个实施例的侧剖视图。配件250是用来联结绝缘导体212A、212B的拼接部或者联接接头。在某些实施例中，配件250包括套筒252和壳体254A、254B。壳体254A、254B可以是拼接部壳体、联接接头壳体或者联接器壳体。套筒252和壳体254A、254B可由机械强硬且导电的材料(诸如但并不限于不锈钢)制成。套筒252和壳体254A、254B可以具有圆柱形形状或者多边形形状。套筒252和壳体254A、254B可具有倒圆的边缘、渐缩的直径变化、其它特征部或者它们的组合，这降低了配件250中的电场强度。

配件250可用来将绝缘导体212A联接(拼接)到绝缘导体212B，与此同时保持绝缘导体的护套(护罩)、绝缘体和芯(导体)的机械和电完整性。配件250可用来将产生热量的绝缘导体与不产生热量的绝缘导体联接起来，将产生热量的绝缘导体与其它产生热量的绝缘导体联接起来，或者将不产生热量的绝缘导体与其它不产生热量的绝缘导体联接起来。在一些实施例中，超过一个配件250用于将多个产生热量的绝缘导体和不产生热量的绝缘导体联接起来，以提供长的绝缘导体。

配件250可用来将具有具有不同直径的绝缘导体联接起来，如图5中所示。例如，绝缘导体可具有不同的芯(导体)直径、不同的护套(护罩)直径或者不同直径的组合。配件250也可用于联接具有不同冶金性、不同类型绝缘体或者它们组合的绝缘导体。

如图5中所示，壳体254A联接到绝缘导体212A的护套(护罩)218A，并且壳体254B联接到绝缘导体212B的护套218B。在一些实施例中，壳体254A、254B可焊接、钎焊或者通过其他方式永久地附连到绝缘导体212A、212B。在一些实施例中，壳体254A、254B临时地或者半永久地附连到绝缘导体212A、212B的护套218A、218B(例如，使用螺纹或者粘合剂进行联接)。配件250可定中心于绝缘导体212A、212B的端部部分之间。

在某些实施例中，套筒252和壳体254A、254B的内部容积基本上填满电绝缘材料256。在某些实施例中，“基本上填满”是指用电绝缘材料在一个或多个内部容积中基本上无大空隙地完全或者几乎完全填满所述一个或多个内部容积。例如，基本上填满可以指用电绝缘材料填满几乎全部的容积，其由于微观空隙而具有一些空隙(例如高达大约40％孔隙度)。电绝缘材料256可包括氧化镁、滑石、陶瓷粉(例如，氮化硼)、氧化镁和另一电绝缘体(例如重量百分比高达50％的氮化硼)的混合物、陶瓷水泥，陶瓷粉末与某些非陶瓷材料(诸如，硫化钨(WS₂))的混合物，或者它们的混合物。例如，氧化镁可以与氮化硼或另一电绝缘体混合，以改善电绝缘材料流动的能力，改善电绝缘材料的介电特性，或者改善配件的柔性。在一些实施例中，电绝缘材料256是与用在绝缘导体212A和212B的至少一个内部的电绝缘体类似的材料。电绝缘材料256可具有基本上与用在绝缘导体212A、212B中至少一个内部的电绝缘体类似的介电特性。

在某些实施例中，第一套筒252和壳体254A、254B是构造(装配或者制造)成埋设或者埋入到电绝缘材料256中。将套筒252和壳体254A、254B构造成埋设在电绝缘材料256中抑制了在所述部分的内部容积中形成开放空间。套筒252和壳体254A、254B具有开口端部，以允许绝缘导体212A、212B穿过。这些开口端部的大小可设定成具有比绝缘导体的护套的外直径稍大的直径。

在某些实施例中，绝缘导体212A、212B的芯214A、214B在联接部258处联接在一起。绝缘导体212A、212B的护套和绝缘体可被剪开或剥落，以在与芯联结之前暴露出期望长度的芯214A、214B。联接部258可位于套筒252内部的电绝缘材料256中。

联接部258可例如通过压缩、压接、钎焊、焊接或者现有技术中已知的其它技术将芯214A、214B联结在一起。在一些实施例中，芯214A由与芯214B不同的材料制成。例如，芯214A可以是铜，而芯214B是不锈钢、碳钢或者合金180。在这些实施例中，不得不使用特定方法来将芯焊接在一起。例如，芯的拉伸强度性能和/或屈服强度性能不得不紧密匹配，从而芯之间的联接部不会随着时间推移或者使用而退化。

在一些实施例，铜芯可在将芯联结到碳钢或合金180之前被加工硬化。在一些实施例中，这些芯在不同材料的芯之间使用填充材料(例如填充金属)通过在线焊接进行联接。例如，Monel^@(Special Metals Corporation，New Hartford，NY，U.S.A.)的镍合金可用作填充材料。在一些实施例中，铜芯在焊接过程之前涂(融化和混合)有填充材料。

在一个实施例中，绝缘导体212A、212B通过在绝缘导体212A的护套218之上的第一滑动壳体254A和在绝缘导体212B的护套218B上的第二滑动壳体254B来使用配件250进行联接。这些壳体可在护套上滑动，其中壳体的较大直径端部面向绝缘导体的端部。套筒252可在绝缘导体212B上滑动，以使得其靠近壳体254B。芯214A、214B在联接部258处联结，以形成芯之间的牢固的电和机械联接。壳体254A的较小直径端部被联结(例如，焊接)到绝缘导体212A的护套218A。套筒252和壳体254B与壳体254A一起被带动(移动或推动)，以形成配件250。在套筒和壳体被带到一起时，配件250的内部容积可基本上填满电绝缘材料。组合好的套筒和壳体的内部容积减小，以使得基本上填满整个内部容积的电绝缘材料被压实。套筒252被联结到壳体254B，该壳体254B被联结到绝缘导体212B的护套218B。如果期望附加压实的话，套筒252的容积可进一步减小。

在某些实施例中，由电绝缘材料256填满的壳体254A、254B的内部容积具有锥形的形状。壳体254A、254B的内部容积的直径从联接到绝缘导体212A、212B的壳体的端部处或附近的较小直径逐渐变化到位于套筒252内部的壳体的端部(壳体面向彼此的端部，或者面向绝缘导体的端部的壳体端部)处或附近的较大直径。内部容积的锥形形状可减小配件250中的电场强度。减小配件250中的电场强度可减小在增大的操作电压和温度下配件中的泄漏电流，并且可增大对于电击穿的界限。因而，减小配件250中的电场强度可增加用于配件的操作电压和温度的范围。

在一些实施例中，在电绝缘材料256是比绝缘导体中绝缘体更弱的电介质的情况下，来自绝缘导体212A、212B的绝缘体从护套218A、218B在朝向配件250的方向上向下逐渐变化到芯214A、214B。在一些实施例中，载电绝缘材料256是比绝缘导体中绝缘体更强的电介质的情况下，来自绝缘导体212A、212B的绝缘体从护套218A、218B在朝向绝缘导体的方向上向下逐渐变化到芯214A、214B。使来自绝缘导体的绝缘体逐渐变化降低了绝缘导体中绝缘体与配件内电绝缘材料之间的界面处的电场强度。

图6示出了可用来切除绝缘导体212A、212B内部的一部分(例如绝缘导体的护套内部的电绝缘体)得工具。切削工具260可包括切削齿262和驱动管264。驱动管264可利用例如焊接或钎焊而联接到切削工具260的本体。在一些实施例中，不需要用来从护套内部切除电绝缘体的切削工具。

套筒252和壳体254A、254B可使用本领域已知的任何方式(诸如钎焊、焊接或者压接)而联接在一起。在一些实施例中，如图7中所示，套筒252和壳体254A、254B具有接合以将这些部件联接在一起的螺纹。

如图5和7中所示，在某些实施例中，电绝缘材料256在组装过程期间是压实的。用于朝向彼此按压壳体254A、254B的作用力可将压力(例如至少25,000磅/平方英寸直到55,000磅/平方英寸)置于电绝缘材料256上，以提供绝缘材料的可接受压实。壳体254A、254B的内部容积的锥形形状以及电绝缘材料256的装配可在组装过程期间将电绝缘材料的压实增强到电绝缘材料的介电特性实际上与绝缘导体212A、212B内部可比拟的程度。用于促进压实的方法和装置包括但并不限于机械方法(诸如，图10中所示)、气动、液压(诸如，图11和12中所示)、锻压或者它们的组合。

通过将用力将部件移动到一起和使壳体具有锥形内部容积相结合，利用轴向压缩和径向压缩来压实电绝缘材料。轴向压缩和径向压缩电绝缘材料256都提供了对于电绝缘材料更均匀的压实。在一些实施例中，电绝缘材料256的振动和/或捣紧也可用于捣实电绝缘材料。振动(和/或捣紧)可同时施加为用于将壳体254A、254B推到一起的力，或者振动(和/或捣紧)可交替地施加为这种力。振动和/或捣紧可降低电绝缘材料256中颗粒的桥接。

在图7所示的实施例中，壳体254A、254B内部的电绝缘材料256通过抵靠联接到护套218A、218B的套圈268而拧紧螺母266来进行机械压缩。由于内部容积的锥形形状，机械方法压实了壳体254A、254B的内部容积。套圈268可以是铜或其它软金属的套圈。螺母266可以是不锈钢或其它硬金属的螺母，所述螺母在护套218A、218B上可运动。螺母266可接合壳体254A、254B上的螺纹，以联接到壳体。随着螺母266被旋拧到壳体254A、254B上，螺母266和套圈268工作以压缩壳体的内部容积。在一些实施例中，螺母266和套圈268可工作来使壳体254A、254B进一步移动到套筒252上(使用部件之间的螺纹联接)并且压实套筒的内部容积。在一些实施例中，在螺母和套圈向下锻压在第二部分上之前，使用螺纹连接来将壳体254A、254B和套筒252联接在一起。随着壳体254A、254B内部的内部容积被压缩，套筒252内部的内部容积也可被压缩。在一些实施例中，螺母266和套圈268可起作用以将壳体254A、254B联接到绝缘导体212A、212B。

在某些实施例中，多个绝缘导体在端部配件中拼接在一起。例如，三个绝缘导体可在端部配件中拼接在一起，来以三相Y型结构电联接绝缘导体。图8A示出了用于联接三个绝缘导体212A、212B、212C的螺纹配件270的一个实施例的侧剖视图。图8B示出了用于联接三个绝缘导体212A、212B、212C的焊接配件270的一个实施例的侧剖视图。如图8A和8B中所示，绝缘导体212A、212B、212C可通过端盖272联接到配件270。端盖272可包括三个应变消除配件274，绝缘导体212A、212B、212C穿过应变消除配件。

绝缘导体的芯214A、214B、214C可在联接部258处联接在一起。联接部258例如可以是钎焊部(例如银钎焊或者铜钎焊)、焊接接头或者压接接头。在联接部258处对芯214A、214B、214C联接将三个绝缘导体电联接成以三相Y型结构使用。

如图8A所示，端盖272可使用螺纹联接到配件270的主体276。端盖272和主体276的螺纹连接可使得端盖将电绝缘材料256压实到主体内部。主体276的与端盖272相对的端部是罩盖278。罩盖278也可通过螺纹附接到主体276。在某些实施例中，电绝缘材料256在配件270中的压实通过下述方法而增强：将罩盖278拧紧到主体276中；通过附接罩盖之后对主体压接、或者这些方法的组合。

如图8B中所示，端盖272可使用焊接、钎焊或压接而联接到配件270的主体276。端盖272可被推动或按压到主体276中，以将电绝缘材料256压实到主体内部。罩盖278也可通过焊接、钎焊或者压接所附接到主体276。罩盖278可被推动或者按压到主体276中，以将电绝缘材料256压实到主体内部。罩盖的附接之后对主体压接可进一步增强电绝缘材料256在配件270中的压实。

在一些实施例中，如图8A和8B中所示，塞子280关闭罩盖278中的开口或孔。例如，塞子可被螺纹连接、焊接或钎焊到罩盖278中的开口中。当罩盖278和端盖272联接到主体276时，罩盖278中的开口可允许将电绝缘材料256设置在配件270内部。在将电绝缘材料256设置在配件270内部之后，罩盖278中的开口可被堵住或者罩住。在一些实施例中，开口位于配件270的主体276上。主体276上的开口可通过塞子280或其它塞子堵住。

在一些实施例中，罩盖278包括一个或多个销。在一些实施例中，销是塞子280或者是塞子的一部分。销可接合扭力工具，该扭力工具使罩盖278转动并且将罩盖拧紧在主体276上。在图9中示出了可接合销的扭力工具282的一个实例。扭力工具282可具有内部直径，该内部直径基本上与罩盖278的外直径匹配(如图8A中所示)。如图9中所示，扭力工具282可具有被成形为接合罩盖278上的销的缝隙或者其它凹陷部。扭力工具282可包括凹陷284。凹陷284可以是允许扭力工具操作(转动)的正方形驱动凹陷或者其它形状的凹陷。

图10示出了夹紧组件286A、296B的一个实施例，所述夹紧组件可用来机械地压实配件250。夹紧组件286A、286B可被成形为将配件250紧固在壳体254A、254B肩部处的适当位置。螺纹杆288可穿过夹紧组件286A、286B的孔290。每一个螺纹杆288上的螺母292连同垫圈可用来将作用力施加在每个夹紧组件的外表面上并且将这些夹紧组件带到一起，以便将压缩力施加到配件250的壳体254A、254B上。这些压缩力将电绝缘材料压实在配件250内部。

在一些实施例中，夹紧组件286以液压、气动或者其它压实方法进行使用。图11示出了液压压实机294的一个实施例的分解图。图12示出了组装好的液压压实机294的一个实施例的视图。如图11和12中所示，在绝缘导体联接到配件的情况下，夹紧组件286可用来将配件250(例如图5中所示)紧固在适当位置。至少一个夹紧组件(例如夹紧组件286A)可一起运动以在轴向方向上压实配件。如图11中所示，动力单元296可用来给压实机294提供动力。

图13示出了配件250和绝缘导体212A、212B在压实配件和绝缘导体之前紧固在夹紧组件286A和夹紧组件286B中的一个实施例。如图13中所示，绝缘导体212A、212B的芯在套筒252的中心处或附近使用联接部258而联接。套筒252在与绝缘导体212A联接的壳体254A上滑动。套筒252和壳体254A被紧固在固定(不移动)的夹紧组件286B中。绝缘导体212B穿过壳体254B和可动的夹紧组件286A。绝缘导体212B可通过相对于夹紧组件286B(未示出)固定的另一夹紧组件而被紧固。夹紧组件286A可朝向夹紧组件286B运动，以将壳体254B联接到套筒252以及将电绝缘材料压实在壳体和套筒内部。绝缘导体212A与壳体254A之间的界面、壳体254A和套筒252之间的界面、套筒252与壳体254B之间的界面以及壳体254B与绝缘导体212B之间的界面然后可通过焊接、钎焊、或者本领域中已知的其它技术而进行联接。

图14示出了表示用于联结绝缘导体的配件298的一个实施例的侧视图。配件298可以是缸体或者套筒，该套筒在套筒的内部直径与绝缘导体212A、212B的外直径之间具有足够的间隙，以使得套筒装配在绝缘导体的端部上。绝缘导体212A、212B的芯可被联结在配件298内部。绝缘导体212A、212B的护套和绝缘体可被切开或者剥落，以在联结芯之前暴露出期望长度的芯。配件298可在绝缘导体212A、212B的端部部分之间定中心。

配件298可用来将绝缘导体212A联接到绝缘导体212B，与此同时保持绝缘导体的护套、绝缘体和芯的机械和电完整性。配件298可用来将产生热量的绝缘导体与不产生热量的绝缘导体联接起来，用来将产生热量的绝缘导体与其它产生热量的绝缘导体联接起来，或者用来将不产生热量的绝缘导体与其它不产生热量的绝缘导体联接起来。在一些实施例中，使用超过一个配件298来将多个产生热量的绝缘导体和不产生热量的绝缘导体联接起来，以生产出长的绝缘导体。

配件298可用来将具有不同直径的绝缘导体联接起来。例如，绝缘导体可具有不同的芯直径、不同的护套直径或者不同直径的组合。配件298也可用于将具有不同冶金性、不同种类的绝缘体或者它们的组合的绝缘导体联接起来。

在某些实施例中，配件298具有至少一个角形端部。例如，配件298的端部可相对于配件的纵向轴线是成角度的。该角度可以例如是大约45°或在30°与60°之间。因此，配件298的端部可具有基本上椭圆形截面。配件298的端部的基本上椭圆形截面提供了用于将配件焊接或钎焊到绝缘导体212A、212B的较大面积。较大联接面积增大了所拼接的绝缘导体的强度。在图14所示的实施例中，配件298的角形端部赋予配件基本上平行四边形的形状。

相比于如果配件具有直的端部，通过使负载沿着配件分布，配件298的角形端部为配件提供了较高的拉伸强度和较高的抗弯强度。配件298可被定向成使得当绝缘导体212A、212B以及配件被缠绕(例如，缠绕在连续管装置上)时，角形端部在刚度方面用作从配件本体到绝缘导体的过渡。该过渡降低了绝缘导体在配件本体的端部处扭结或者卷曲的可能性。

如图14中所示，配件298包括开口300。开口300使得电绝缘材料(例如电绝缘材料256，如图5中所示)布置(填满)在配件298内部。开口300可以是沿着配件298长度的一部分延伸的缝隙或者其它纵向开口。在某些实施例中，开口300在配件298内部在绝缘导体212A、212B的端部之间的基本上整个间隙上延伸。在没有绝缘材料不得不朝向绝缘导体之间容积的端部轴向移动的情况下，开口300使得绝缘导体212A、212B之间以及围绕绝缘导体之间的任何焊接或拼接接头的基本上整个容积(区域)填满电绝缘材料。开口300的宽度使得电绝缘材料被迫进入到开口中，并且更加紧密的封装在配件298内部，从而降低了配件内部的孔隙空间量。电绝缘材料可例如通过具有缝隙尺寸的工具而被迫穿过缝隙进入到绝缘导体212A、212B之间的容积。工具可被迫进入到缝隙中以压实绝缘材料。然后，可添加附加的绝缘材料以及重复压实。在一些实施例中，电绝缘材料可使用振动、捣紧或者其它技术而被进一步压实到配件298内部。进一步压实电绝缘材料可更加均匀地将电绝缘材料分布在配件298内部。

在将电绝缘材料填满到配件298内部之后以及在一些实施例中压实电绝缘材料之后，可关闭开口300。例如，插入件或者其它罩可布置在开口上并且紧固到位。图15示出了表示具有由插入件302所覆盖的开口300的配件298的一个实施例的侧视图。插入件302可被焊接或钎焊到配件298，以关闭开口300。在一些实施例中，插入件302被研磨或者抛光，以使得插入件与配件298的表面平齐。同样，如图15中所示，焊接部或钎焊部304可用来将配件298紧固到绝缘导体212A、212B。

在关闭开口300之后，配件298可被机械地、液压地、气动地压实，或者使用锻压法压实，以进一步将电绝缘材料压实到配件内部。电绝缘材料的进一步压实减小了配件298内部的空隙容积，并且减小了穿过配件的泄漏电流，以及增加了配件的操作范围(例如，配件的最大操作电压或者温度)。

在某些实施例中，配件298包括可进一步降低配件内部的电场强度的某些特征。例如，配件298或者配件内部的绝缘导体芯的联接部258可包括锥形边缘、倒圆的边缘或者其它平滑特征，以降低电场强度。图16示出了具有处于绝缘导体212A、212B之间的联接部258处的电场降低特征的配件298的一个实施例。如图16中所示，联接部258是焊接接头，所述焊接接头具有平滑或倒圆的轮廓以降低配件298内部的电场强度。另外，配件298具有锥形的内部容积，以增加配件内部电绝缘材料的容积。具有锥形和较大的容积可减小配件298内部的电场强度。

在一些实施例中，电场应力减弱器可位于配件298内部，以降低电场强度。图17示出了电场应力减弱器306的一个实施例。减弱器306可位于配件298的内部容积中(如图16中所示)。减弱器306可以是开口环或者其它可分开的部件，以便减弱器可在芯联接之后围绕绝缘导体212A、212B的芯214A、214B装配(如图16中所示)。

图18和19中示出了用于联结绝缘导体的配件250的另一实施例的剖视图。图18示出了绝缘导体212A、212B正移动到配件中的配件250的剖视图。图19示出了绝缘导体212A、212B联结在配件内部的配件250的剖视图。在某些实施例中，配件250包括套筒252和联接部258。

配件250可用来将绝缘导体212A联接(拼接)到绝缘导体212B，与此同时保持绝缘导体的护套(护罩)、绝缘体和芯(导体)的机械和电完整性。配件250可用来将产生热量的绝缘导体与不产生热量的绝缘导体联接起来，用于将产生热量的绝缘导体与其它产生热量的绝缘导体联接起来，或者用于将不产生热量的绝缘导体与其它不产生热量的绝缘导体联接起来。在一些实施例中，多于一个配件250用于将多个产生热量的绝缘导体和不产生热量的绝缘导体联接起来，以提供长的绝缘导体。

配件250可用来联接具有不同直径的绝缘导体。例如，绝缘导体可具有不同的芯(导体)直径、不同护套(护照)直径、或者不同直径的组合。配件250也可用于联接具有不同冶金性、不同类型绝缘体、或者它们的组合的绝缘导体。

联接部258用于联结和电联接配件250内部绝缘导体212A、212B的芯214A、214B。联接部258可由铜制成或者由另一适当的电导体制成。在某些实施例中，芯214A、214B被压力配合或者推压到联接部258中。在一些实施例中，联接部258被加热以使得芯214A、214B能够滑动到联接部中。在一些实施例中，芯214A由与芯214B不同的材料制成。例如，芯214A可以是铜，而芯214B是不锈钢、碳钢或者合金180。在这些实施例中，可能不得不用特定方法来将芯焊接在一起。例如，芯的拉伸强度性能和/或屈服强度性能不得不紧密匹配，从而芯之间的联接部不会随着时间推移或者使用而降低。

在一些实施例中，联接部258包括在联接部内侧上的一个或多个凹槽。在芯联结在联接部中之后，凹槽可抑制颗粒进入或者排出联接部。在一些实施例中，联接部258具有锥形内部直径(例如，朝向联接部的中心更紧的内部直径)。锥形内部直径可提供了联接部258与芯214A、214B之间的更好压力配合。

在某些实施例中，电绝缘材料256位于套筒252内部。在一些实施例中，电绝缘材料256是氧化镁、或者氧化镁与氮化硼的混合物(按照重量计80％氧化镁和20％氮化硼)。电绝缘材料256可包括氧化镁、滑石、陶瓷粉(例如，氮化硼)、氧化镁和另一电绝缘体(例如重量百分比高达50％的氮化硼)的混合物、陶瓷水泥、陶瓷粉末与某些非陶瓷材料(诸如硫化钨(WS2))的混合物、或者它们的混合物。例如，氧化镁可以与氮化硼或另一电绝缘体混合，以改善电绝缘材料的流动能力，改善电绝缘材料的介电特性，或者改善配件的柔性。在一些实施例中，电绝缘材料256是与用在绝缘导体212A和212B的至少一个内部所使用的电绝缘体类似的材料。电绝缘材料256可具有与绝缘导体212A、212B中至少一个内部所使用的电绝缘体基本上类似的介电特性。

在某些实施例中，套筒252的内部容积基本上填满电绝缘材料256。在某些实施例中，“基本上填满”是指用电绝缘材料在一个或多个容积中基本上没有大空隙地完全或者几乎完全填满所述一个或多个容积。例如，基本上填满可以指用由于微观空隙而具有一些空隙(例如高达大约40％孔隙度)的电绝缘材料填满几乎整个容积。

在某些实施例中，套筒252具有一个或多个凹槽308。凹槽308可抑制电绝缘材料256从套筒252移出(例如，凹槽将电绝缘材料圈闭在套筒中)。

在某些实施例中，电绝缘材料256在联接部258的边缘处或附近具有凹形端部部分，如图18所示。电绝缘材料256的凹形形状可增强与绝缘导体212A、212B的电绝缘体216A、216B的联接。在一些实施例中，电绝缘体216A、216B具有凸形(或者锥形)的端部部分，以增强与电绝缘材料256的联接。电绝缘材料256的端部部分和电绝缘体216A、216B的端部部分可在联结绝缘导体期间所施加的压力下进行合并或者混合。绝缘材料的相互合并或者混合可增强绝缘导体之间的联接。

在某些实施例中，绝缘导体212A、212B通过将绝缘导体朝向配件中心移动到一起而与配件250联结起来。芯214A、214B通过绝缘导体212A、212B的运动而在联接部258内部被带到一起。在绝缘导体212A、212B一起移动到配件250中之后，配件和在配件内部的绝缘导体的端部部分可被压实或者按压，以将绝缘导体紧固在配件中并且压缩电绝缘材料256。夹紧组件或者其它类似装置可用来将绝缘导体212A、212B和配件250带到一起。在某些实施例中，用来压缩电绝缘材料256的作用力例如为至少25000磅/平方英寸直到55,000磅/平方英寸，以便提供了绝缘材料的可接受压实。在组装期间，电绝缘材料的压实可以为电绝缘材料提供了实际上一定程度上可与绝缘导体212A内部相比拟的介电特性。便于压实的方法和装置包括但并不限于机械方法、气动、液压、锻压或它们的组合。

在一些实施例中，套筒252的端部部分被联接(焊接或钎焊)到绝缘导体212A、212B的护套218A、218B。在一些实施例中，支撑套筒和/或应变消除器被布置在配件250上，以给配件提供附加强度。

图20和21示出了用于联结绝缘导体的配件250的又一实施例的剖视图。图20示出了绝缘导体212A、212B正移动到配件中的配件250的剖视图。图21示出了在最终位置绝缘导体212A、212B联结在配件内部的配件250的剖视图。图20和21所示的配件250的实施例可以类似于图18和19所示的配件250的实施例。

在某些实施例中，如图20和21中所示的配件250包括套筒252和联接部258。联接部258用于联结和电联接在配件250内部的绝缘导体212A、212B的芯214A、214B。联接部258由铜制成或者由另一适当的软金属导体制成。在一些实施例中，联接部258用于联接不同直径的芯。因而，联接部258可具有内部直径不同的半部，以匹配芯的直径。

在某些实施例中，当绝缘导体212A、212B被推压到套筒252中时，芯214A、214B被压力配合或者按压到联接部258中。在一些实施例中，联接部258具有锥形内部直径(例如，朝向联接部的中心更紧的内部直径)，如图20中所示。锥形的内部直径可提供联接部258与芯214A、214B之间的更好压力配合，并且增加芯与联接部之间的界面长度。增加联接部258与芯214A、214B之间的界面长度降低了芯与联接部之间的阻抗，并且当电动力施加到绝缘导体212A、212B时抑制电弧。

在某些实施例中，芯214A、214B被一起推动到最终位置，如图21中所示，其中芯的端部之间具有间隙309。间隙309是芯214A、214B的端部之间的空隙或者空间。在一些实施例中，间隙309介于大约1mil至大约15mil之间，或者介于大约2mils至大约5mil之间。

在芯214A、214B端部之间有间隙309的情况下，随着绝缘导体被推动到套筒252中，绝缘导体212A的运动由电绝缘体216A、216B抵抗电绝缘材料256的压缩限制，而不是由芯端部之间的界面限制。因而，在如图21中所示的最终位置中，保持芯214A、214B端部之间的间隙309提供了电绝缘材料256和电绝缘体216A、216B在套筒252内部的更好(更大)压缩。电绝缘材料256和电绝缘体216A、216B的更好压缩提供了具有更好电特性的更可靠配件250。

另外，保持芯214A、214B端部之间的间隙抑制了芯被推动成抵靠彼此而导致芯的翘曲或者其它变形。将芯214A、214B在联接部258内部一起推动使得芯被联接，而不需要焊接、加热或者其它升高芯的温度。在芯的联结期间，保持芯214A、214B的温度降低使得避免芯材料(铜)软化或者流动。保持芯214A、214B的硬度可提供配件250的更好电性能。

在某些实施例中，电绝缘材料256在联接部258的边缘处或附近具有凹形端部部分，如图20中所示。凹形端部部分可具有角形边缘，以形成凹形倾斜形状，如图20中所示。电绝缘材料256的凹形端部部分可增强与绝缘导体212A、212B的电绝缘体216A、216B的联接。在一些实施例中，电绝缘体216A、216B具有凸形形状(或者凸形倾斜边缘)端部部分，以增强与电绝缘材料256的联接。将成形的端部部分彼此压缩可展开端部部分的边缘并且去除端部部分之间的间断部。电绝缘材料256和电绝缘体216A、216B具有成形的端部部分改善了在联结绝缘导体212A、212B期间所施加的压力下电绝缘材料与电绝缘体之间的压缩和/或桥接。绝缘材料的压缩增强了配件250的电绝缘性能。

在某些实施例中，使绝缘导体212A、212B移动选定距离而进入配件250中，以提供绝缘材料在配件中的期望压缩以及芯214A、214B与联接部258之间的期望联接。在一些实施例中，在对期望的压缩和期望的联接提供选定量的作用力的情况下，绝缘导体212A、212B移动所述选定距离。液压压力可用来提供作用力以将绝缘导体212A、212B推动到配件250中。举例来说，绝缘导体212A、212B可各自利用介于大约2800psi(19,300kPa)和大约3000psi(大约20,680kPa)之间的液压压力移动在大约7/8”(大约2.2厘米)和大约1”(大约2.5厘米)之间的距离而引入配件250中。

图22示出了围绕已联结的绝缘导体的芯处于适当位置的电绝缘材料块的一个实施例。绝缘导体212A的芯214A在联接部258处联接到绝缘导体212B的芯214B。通过在绝缘导体212A、212B端部处移除电绝缘体216A、216B和护套218A、218B的围绕芯的部分而所暴露芯214A、214B。

在一些实施例中，芯214A、214B具有不同直径。在这些实施例中，联接部258可以从芯214A的直径渐变到芯214B的直径。在一些实施例中，芯214A、214B包括不同的材料。联接部258可补偿芯中不同的材料。例如，联接部258可包括芯中材料的掺合物或混合物。

在某些实施例中，一个或多个电绝缘材料256块围绕芯214A、214B的暴露出部分布置，如图22中所示。这些电绝缘材料块256可以例如由氧化镁制成或者由氧化镁与另一电绝缘体的混合物制成。这些电绝缘材料块256可以是硬或软的材料块，这取决于所期望的压实类型。期望数量的电绝缘材料256块可围绕芯214A、214B的暴露出部分布置，以使得这些块基本上完全围绕所暴露出的芯部分。电绝缘材料块256的数量可基于例如所暴露出的芯部分的长度和/或直径和/或电绝缘材料块的尺寸而改变。在某些实施例中，可使用四个电绝缘材料块256围绕芯的暴露出部分。

图22示出了围绕芯214A、214B的暴露出部分的一半(半圆)的两个电绝缘材料块256A、256B。所示的电绝缘材料块256是围绕暴露出的芯部分的外直径贴合地装配的半圆形块。在图22中所示的实施例中，两个附加的电绝缘材料块256将布置在暴露出的芯部分上，以用电绝缘材料围绕暴露出的芯部分。图23示出了在适当位置围绕已联结的绝缘导体212A、212B的芯的四个电绝缘材料256A、256B、256C、256D块的一个实施例。

在某些实施例中，这些电绝缘材料块256具有内部直径，所述内部直径的大小和/或形状设定成匹配芯214A、214B的暴露出部分的外直径。将这些块的内部直径与暴露出的芯部分的外直径相匹配可提供这些块与暴露出的芯部分之间的贴合配合，并且在压实这些块期间抑制或者减小间隙形成。

在一些实施例中，一个或多个电绝缘材料块256具有锥形内部直径，以匹配联接部258的锥形外直径和/或芯214A、214B的暴露出部分，如图22中所示。这些电绝缘材料块256的内部直径可通过将这些块的内部直径喷砂或研磨到所期望的锥形形状而形成。

在这些电绝缘材料块256已经围绕芯的暴露出部分布置之后(如图23中所示)，将套筒或者其它圆筒形罩布置在已联结的绝缘导体上，以基本上罩住这些块和每个绝缘导体的至少一部分。图24示出了布置在已联结的绝缘导体212A、212B上的内部套筒252A的一个实施例。内部套筒252A可以是与绝缘导体212A、212B的护套218A、218B所用的材料相同或者相似的材料。例如，内部套筒252A和护套218A、218B可以是304不锈钢。内部套筒252A和护套218A、218B典型地由可焊接在一起的材料制成。

内部套筒252A在绝缘导体212A、212B的护套218A、218B上具有紧配合或者贴合配合。在一些实施例中，内部套筒252A在套筒外表面中包括轴向凹槽和/或径向凹槽。在某些实施例中，内部套筒252A包括对准脊310。对准脊310位于绝缘导体212A、212B之间的联接部的中心处或附近。

在内部套筒已经围绕电绝缘材料块布置之后(如图24中所示)，外部套筒或者其它圆筒形罩布置在内部套筒上。图25示出了布置在内部套筒252A和已联结的绝缘导体212A、212B之上的外部套筒252B的一个实施例。在某些实施例中，外部套筒252B具有比内部套筒252A短的长度。在某些实施例中，外部套筒252B具有开口312。开口312可位于外部套筒252B的中心处或附近。开口312可与内部套筒252A上的对准脊310对准(该对准脊被示出为穿过开口)。在一些实施例中，外部套筒252B由两个或更多个部件制成。例如，外部套筒可以是以蛤壳构造装配在一起的两个部件。这些部件可焊接或者通过其他方式联接起来以形成外部套筒。在一些实施例中，外部套筒252B在套筒内表面中包括轴向凹槽和/或径向凹槽。

外部套筒252B可以是与内部套筒252A和护套218A、218B所用的材料相同或相似的材料(例如304不锈钢)。外部套筒252B可在内部套筒252A之上具有紧配合或者贴合配合。在外部套筒252B和内部套筒252A布置在绝缘导体212A、212B的护套218A、218B之上之后，套筒可永久地联接(例如焊接)到护套218A、218B。套筒252A、252B可永久地联接到护套218A、218B，以使得套筒的端部被基本上密封(在套筒的端部处没有允许空气或其它流体进入或流出套筒端部的泄漏)。在将套筒252A、252B联接到护套218A、218B之后，开口312是用于流体进出外部套筒252B的仅仅端口，并且在该处内部套筒252A的内部被基本上密封。

在某些实施例中，将流体(例如，液压流体)穿过开口312提供到外部套筒252B的内部容积中。在某些实施例中，该流体是液压油。在一些实施例中，流体包括其它类型流体，诸如熔盐或者气体。在一些实施例中，流体在增压期间被加热。

提供到外部套筒252B的内部容积中的流体可被增压，以压实或者压缩内部套筒252A和电绝缘材料256。例如，流体可使用手泵或者另一适当的液压增压泵而液压增压。对外部套筒252B内部的流体增压可提供等静压力，以压缩内部套筒252A。

外部套筒252B可以是硬的或者不易于在压力下压实，而内部套筒252A易于在压力下压实。例如，内部套筒252A可以比外部套筒252B薄，和/或内部套筒可以被热处理(退火)以比外部套筒软。

外部套筒252B内部的流体被增压到选定压力或者被增压到选定压力范围中，以将内部套筒252A和电绝缘材料256压实到期望的压实程度。在一些实施例中，外部套筒252B内部的流体被增压到大约15,000psi(大约100,000kPa)至大约20,000psi(大约140,000kPa)之间的压力。在一些实施例中，流体可被增压到较高压力(例如，增压到大约35,000psi(大约240,000kPa))。

将流体增压到这些压力会通过压缩内部套筒和压实内部套筒内部的电绝缘材料256而使内部套筒252A变形。内部套筒252A可以通过外部套筒252B内部的流体压力而均匀变形。在某些实施例中，电绝缘材料256被压实，以使得电绝缘材料的介电特性类似于或者优于已联结的绝缘导体的至少一个中的电绝缘体的介电特性。使用增压的流体来压缩和压实内部套筒252A和电绝缘材料256可使得绝缘导体以水平构造联结在套筒中。以水平构造联结绝缘导体使得将较长长度的绝缘导体联结在一起而不需要复杂或昂贵的线缆悬挂系统。

在一些实施例中，绝缘导体的端部可具有倒角或者其它锥形，以对内部套筒进行压缩。图26示出了压缩之后绝缘导体的倒角端部的一个实施例。绝缘导体212包括处于内部套筒252A内部的倒角314。倒角314在压缩期间可抑制内部套筒252A的扭结或翘曲。

在一些实施例中，在密封和压实内部套筒之前，电绝缘材料粉末被添加到内部套筒252A的内部。电绝缘材料粉末可穿透并且填满内部套筒内部的空隙(诸如，在绝缘导体上倒角与内部套筒之间形成的凹槽中)。电绝缘材料粉末的使用也可减小已压实的电绝缘材料中界面的数量。在一些实施例中，电绝缘材料粉末替代了电绝缘材料块而使用。

在一些实施例中，诸如掺杂剂的添加剂或者另一附加材料可被添加到电绝缘材料。添加剂可改善电绝缘材料的介电特性。例如，添加剂可增加电绝缘材料的介电强度。

在某些实施例中，机械和/或液压压实用于在已联结的绝缘导体的联接部处径向压实电绝缘材料(例如，呈粉末形式的电绝缘材料)。图27示出了压实装置316的第一半部316A的一个实施例，该压实装置用于在绝缘导体的联接部处压实电绝缘材料。该装置316的第二半部具有与图27中所示的第一半部316A类似的形状和尺寸。装置316的第一半部和第二半部被联接在一起，以形成围绕要联结在一起的绝缘导体的一部分的装置。

图28示出了围绕绝缘导体212A、212B联接在一起的装置316的一个实施例。围绕绝缘导体212A、212B的芯的护套和电绝缘体已经被移除，以所暴露芯的位于装置316内部的一些部分。

如图27中所示，第一半部316A包括开口318的第一半部318A，当将该装置的两个半部联接在一起时该开口形成于装置316的顶部中。开口318允许电绝缘材料和/或其它材料提供到围绕绝缘导体的所暴露芯的空间中。在某些实施例中，将电绝缘材料粉末提供到装置316中。

如图28中所示，在将至少一些电绝缘材料穿过开口318提供到围绕所暴露芯的装置316中之后，第一柱塞320被插入到开口中。第一柱塞320用于压实(例如，通过将机械和/或液压作用力施加到柱塞的顶部)装置316内部的电绝缘材料。例如，可使用锤子(机械压实)或者液压驱动柱塞(液压压实)向第一柱塞320施加作用力。

图29示出了装置316内部的绝缘导体212的侧视图，其中第一柱塞320处于具有所暴露芯214的绝缘导体之上的适当位置。在某些实施例中，第一柱塞320具有设有凹部322的底部。凹部322可具有基本上类似于芯的暴露出部分的形状的形状。第一柱塞320可包括挡块324，如图28中所示，该挡块抑制第一柱塞可进入到装置316的深度。例如，挡块324可抑制第一柱塞320进入装置316内部将使绝缘导体的芯弯曲或者变形的深度。在一些实施例中，第一柱塞320设计为到达选定深度，该选定深度在没有使用挡块(例如柱塞的顶板用作挡块)的情况下并不使绝缘导体的芯弯曲或者变形。

第一柱塞320可用来将电绝缘材料256压实到装置316内部的第一程度。例如，如图29中所示，电绝缘材料256被压实到围绕所暴露芯214的下部部分(例如，下半部)的程度。可重复进行添加电绝缘材料以及用第一柱塞压实材料的过程，直到在芯的下部部分周围达到期望的压实程度。

图30示出了装置316内部的绝缘导体212的侧视图，其中随后柱塞321处于具有所暴露芯214的绝缘导体之上的适当位置处。在某些实施例中，随后柱塞321具有设有凹部323的底部。凹部323可具有的形状基本上类似于绝缘导体的外部形状。

在一些实施例中，随后柱塞321中的凹部323具有其它形状或者没有凹部。图31A-D示出了随后柱塞321的其他实施例。在图31A中，随后柱塞321没有凹部。在图31B中，凹部323具有30°角形边缘。在图31C中，凹部323具有15°角形直边。在图31D中，凹部323是比图30中所示凹部稍微浅一点(较短侧面)。

随后柱塞321可用来将电绝缘材料256压实到装置316内部的第二程度。例如，如图30中所示，电绝缘材料256被压实到围绕所暴露芯214的程度。可重复进行添加电绝缘材料以及用随后柱塞压实该材料的过程，直到在芯周围达到期望的压实程度。例如，可重复该过程直到在类似于绝缘导体的形状和外直径的形状和外直径方面可实现电绝缘材料的期望压实程度。

在电绝缘材料的期望量压实之后，可将装置316从绝缘导体的联接部周围移除。图32示出了一个实施例，其中装置316的第二半部被移除而留下第一半部316A，以及电绝缘材料256围绕在绝缘导体212A、212B之间的联接部被压实。

在移除装置316之后，压实的电绝缘材料256的形状可设定为基本上圆柱形形状，该基本上圆柱形形状的外直径相对类似于绝缘导体212A、212B的外直径，如图33中所示。压实的电绝缘材料256可通过移除压实材料的多余部分形成为其最终形状。例如，压实的电绝缘材料256的多余部分可使用锯条、具有在压实材料之上滑动的剃削边缘的套筒、以及本领域中已知的其它技术而被轴向移除。

在电绝缘材料256被形成为最终形状之后，将套筒252布置在电绝缘材料之上，如图34中所示。套筒252可包括两个或更多个部分，它们布置在电绝缘材料之上并且联接(焊接)在一起，以形成该套筒。在一些实施例中，套筒252的两个或多个部分使用外部套筒内部的增压流体(诸如在图24和25所示的内部套筒252A和外部套筒252B的实施例中所描述的那样)和/或通过将套筒部分机械地压接在一起(诸如在图39和40中所示的套筒52的实施例中所描述的那样)而被压缩。使用增压流体和/或机械压接套筒252的压缩可关闭套筒部分之间的空隙，以便不需要焊接来将这些部分联接在一起。另外，使用增压流体和/或机械压接的压缩可降低套筒252与电绝缘材料256之间的界面(产生了紧密的干涉配合)。套筒252可被联接(焊接)到绝缘导体212A、212B的护套。套筒252可以由类似于绝缘导体212A、212B的护套的材料制成。例如，套筒252可以是304不锈钢。

在某些实施例中，在装置316中被压实的电绝缘材料256包括氧化镁和氮化硼粉末的混合物。在一个实施例中，在装置316中被压实的电绝缘材料256包括按照重量计80％的氧化镁、按照重量计20％的氮化物粉末的混合物。也可使用其它电绝缘材料和/或电绝缘材料的其它混合物。在一些实施例中，使用了电绝缘材料粉末与电绝缘材料块的组合。

图35示出了液压压力机426的一个实施例的视图，该液压压力机可用来将作用力施加到柱塞，以液压地压实一装置(例如，图27-32中所示的装置316)内部的电绝缘材料。液压压力机426可包括活塞428和装置保持器430。在某些实施例中，绝缘导体可通过液压压力机426的夹紧件432而被供给，以使得绝缘导体的端部部分被定为在活塞428之下且在装置保持器430之上。夹紧件432可用来将绝缘导体的端部紧固在压力机426上。定位器434可用来对绝缘导体的位置进行精确调整。

装置(诸如图27-32中所示的装置316)可在装置保持器430处围绕绝缘导体的端部布置(例如，该装置的两个半部围绕绝缘导体的端部装配在一起)。装置保持器430可在装置中压实材料期间支撑该装置。在压实期间，活塞428可将作用力施加到柱塞(例如图28-29中所示的第一柱塞320和/或图30中所示的随后柱塞321)，以将围绕绝缘导体的端部压实电绝缘材料。在一些实施例中，活塞428提供了高达大约50吨的作用力(大约100,000磅作用力)。

如在图27-32中所示，装置316中电绝缘材料的液压压实可提供类似于绝缘导体中的压实程度的电绝缘材料中的压实程度(例如，高达大约85％压实)。这样的压实程度将产生拼接部，所述拼接部可适于高达至少大约1300℉(大约700℃)的操作温度。装置316中电绝缘材料的液压压实可提供更多受控的压实和/或更多可重复的压实(从拼接部到拼接部可重复)。可通过较少的运动或变形实现液压压实，以提供相比于机械压实更加均匀一致的压力。

在一些实施例中，液压压实与机械压实组合使用(例如，电绝缘材料首先被机械压实，然后使用液压压实进一步压实)。在一些实施例中，电绝缘材料在高温时被压实。例如，电绝缘材料可在大约90℃或更高温度下被压实。在一些实施例中，第一柱塞320和/或随后柱塞321涂覆有非粘性材料。例如，柱塞可涂覆有非金属材料，所述非金属材料诸如是陶瓷或者DLC(类金刚石碳)涂层，可从Morgan Technical Ceramics(英格兰的Berkshire)获得。涂覆这些柱塞可抑制金属传送到电绝缘材料中和/或将电绝缘材料粘到柱塞上。

图36A到37B示出了箱体430的一个实施例，其类似于图28中所示的装置316。与图28的装置316一样地，箱体420可由围绕绝缘导体212A、212B联接在一起的多个部分或板形成。然而，与装置316相比，图36A的箱体430适合于与多个协作柱塞(例如320A和320B)一起使用。第一协作柱塞320A和第二协作柱塞320B均可与如上所述的第二柱塞321类似地构造。箱体430被示出为组装以形成基本上矩形形状的多块板。但是，箱体430可具有一体结构或者其它结构，并且可具有形成多个形状中任一形状的外部。因此，术语“箱体”用来罩住任何适于装配在绝缘导体212A和212B的端部部分上并且提供通到协作柱塞的用于压实其中电绝缘材料的通道的结构。

在使用中，第一绝缘导体212A的至少部分所暴露芯的端部部分被联接到第二绝缘导体212B的至少部分所暴露芯的端部部分。芯的所暴露的端部部分被布置在箱体430内部。因而，第一绝缘导体212A的护套的端部部分位于箱体430的第一侧面434上的第一导体开口432A中，并且第二绝缘导体212B的护套的端部部分位于箱体430的第二侧面436上的第二导体开口432B中。正如所示出的，箱体430的第一侧面434和第二侧面436可彼此相对。一旦绝缘导体212A和212B到位，可通过将顶板夹紧、扣紧、或紧固到底板或者通过其他方式将各部分联接起来以形成箱体430，从而关闭箱体430。因此，绝缘导体212A和212B的护套的端部部分可贴合地装配在箱体430中的开口432A和432B中。

至少一些电绝缘材料可穿过端口446提供，或者通过其他方式被引入到箱体430中且围绕所暴露的芯。一旦电绝缘材料到位，第一协作柱塞320A和第二协作柱塞320B可移动到相应的第一柱塞开口438和第二柱塞开口440中。第一柱塞开口438可处于箱体430的第三侧面上，而第二柱塞开口440可处于箱体430的第四侧面450上。箱体430的第三侧面448和第四侧面450可基本上垂直于箱体430的第一侧面434和第二侧面436。如果协作柱塞320A和320B基本上垂直于相应柱塞开口438和440，并且绝缘导体212A、212B的中心线基本上垂直于相应的导体开口432A和432B，则协作柱塞320A和320B可直接朝向彼此移动，从而从两个相反方向进行压实。

第一协作柱塞320A和第二协作柱塞320B可用来同时从至少两个方向压实电绝缘材料256。因而，第一协作柱塞320A和第二协作柱塞320B可用来压实箱体430内部的电绝缘材料(例如，通过将机械作用力和/或液压作用力施加到柱塞的远端部)。第一协作柱塞320A和第二协作柱塞320B的形状可被设定成在适当压实电绝缘材料时彼此接合。从至少两个不同方向提供压实可减小绝缘导体212A和212B的芯214由于单个柱塞的作用力作用在一侧而没有作用在另一侧引起变形的任何趋势。

协作柱塞320A和320B和/或随后柱塞(诸如上面所描述的柱塞321)可用来将电绝缘材料256压实到箱体430内部的第二程度。可重复进行添加电绝缘材料以及用随后柱塞压实该材料的过程，直到围绕芯达到期望的压实程度。例如，可重复进行所述过程，直到在形状和外直径类似于绝缘导体的形状和外直径的方面可实现电绝缘材料的期望压实程度。

在压实电绝缘材料的期望量之后，可从绝缘导体联接部周围移除箱体430。在移除箱体430之后，压实的电绝缘材料256可被成形为基本上圆柱形形状，所述基本上圆柱形形状的外直径与绝缘导体212A、212B的外直径(如参照图33所描述和所示的)相似。

在电绝缘材料256形成为最终形状之后，套筒252布置在电绝缘材料上，如参照图34所示和所描述的。图37A和37B示出了驱动机构442A的一个实施例的图，该驱动机构可用于将向柱塞施加作用力，以液压地压实装置(例如，图36A-37B中所示的箱体430)内部的电绝缘材料。驱动机构442A可包括液压、机械或者其它动力源，以给协作柱塞320A和320B提供驱动力。

图37A和38A示出了处于缩回位置的协作柱塞320A和320B，图37B和38B示出了处于展开位置的协作柱塞320A和320B。当协作柱塞320A和320B缩回时，可经由端口446添加电绝缘材料256，并且随着协作柱塞320A和320B移动到展开位置，可压缩电绝缘材料256。

在压实期间，驱动机构442A可向柱塞(例如第一协作柱塞320A和/或第二协作柱塞320B)施加作用力，以压实围绕绝缘导体端部的电绝缘材料。在一些实施例中，驱动机构442A提供高达大约50吨的作用力(大约100,000磅作用力)。附加驱动机构442B可向另一个协作柱塞施加作用力。当使用多个驱动机构时，可向两个协作柱塞施加等量的作用力。然而，齿轮444可包括在具有单个或者多个驱动机构的实施例中。这些齿轮可连接协作柱塞，并且确保向协作柱塞中一个所施加的作用力将使得两个协作柱塞的等同运动，从而使得协作柱塞同时朝向芯的中心线运动。协作柱塞可都在水平面上运动，从而朝向芯中心线的运动处于水平面中。因而，向第一柱塞320A施加作用力可包括在朝向中心线的第一方向上液压或者机械地施加基本上水平的作用力，并且向第二柱塞320B施加作用力可包括在朝向中心线的第二方向上液压或机械地施加基本上水平的作用力。当同时使用两个柱塞时，第一方向可以与第二方向基本上相反。

如图36A-36B中所示，箱体430中电绝缘材料的液压压实可提供与绝缘导体中的压实程度类似的电绝缘材料中的压实程度(例如，高达大约85％压实)。所述压实程度将产生拼接部，这些拼接部适合于高达至少大约1300℉(大约700℃)的操作温度。装置316中电绝缘材料的液压压实可提供更多受控的压实和/或更多可重复的压实(从拼接部到拼接部可重复)。液压压实可通过较少的运动或者变化来实现，从而提供比机械压实更加均匀一致的压力。

在一些实施例中，液压压实与机械压实组合使用(例如，电绝缘材料首先被机械压实，然后使用液压压实进一步压实)。在一些实施例中，电绝缘材料在高温时被压实。例如，电绝缘材料可在大约90℃或者更高的温度下被压实。在一些实施例中，协作柱塞320A和320B涂覆有非粘性材料。例如，柱塞可涂覆有非金属材料，所述非金属材料诸如为陶瓷或者DLC(类金刚石碳)涂层，其可从Morgan Technical Ceramics(英格兰的Berkshire)获得。涂覆这些柱塞可抑制金属传送到电绝缘材料中和/或将电绝缘材料粘到柱塞上。

在某些实施例中，套筒围绕套筒被机械地圆周压缩，以压缩该套筒。图39示出了用于圆周机械压缩中的套筒252的一个实施例。套筒252可围绕电绝缘材料块和/或粉末布置。例如，套筒252可围绕图23中所示的电绝缘材料块布置、围绕图33中所示的压实的电绝缘材料粉末布置、或者围绕所述块和粉末的组合布置。

在某些实施例中，套筒252包括肋326。肋326可以是套筒252升高部分(例如，套筒外直径上的凸起点)。肋326的形状和尺寸可被设定成匹配用于机械压缩套筒252的压力机的压接部分。例如，套筒252可使用液压致动机械压缩系统而被压缩，该系统圆周地压缩该套筒。例如，套筒252可使用Pyplok^@锻压工具而被压缩，该工具可从Tube-Mac^@Industries(Stoney Creek，Ontario Canada)获得。

该压力机的压接部分压缩肋326，直到这些肋被压缩到大约套筒252剩余部分的外直径(这些肋具有基本上类似于套筒剩余部分的直径的直径)。图40示出了套筒和肋326已经被圆周压缩之后绝缘导体212A、212B上的套筒252的一个实施例。肋326的压缩圆周地(径向地)压缩套筒252内部的电绝缘材料，并且将套筒联接到绝缘导体212A、212B。套筒252可进一步联接到绝缘导体212A、212B。例如，套筒252的端部可被焊接到绝缘导体212A、212B的护套。

在此所示出的配件(诸如但并不限于配件250(如图5、7、18、19、20和21中所示)、配件270(图8中所示)、配件298(如图14、15和16中所示)、由内部套筒252A和外部套筒252B所形成的配件的实施例(如图22-25中所示)、以及套筒252的实施例(如图34、39和40中所示)，可形成绝缘导体之间牢固的电和机械联接。例如，在此所述的配件可适合于在1000伏特以上、1500伏特以上或者2000伏特以上电压下以及至少大约650℃、至少大约700℃、至少大约800℃的温度下进行扩展操作。

在某些实施例中，在此所示的配件将用于加热的绝缘导体(例如位于含烃层中的绝缘导体)联接到不用于加热的绝缘导体(例如地层上覆岩层中所使用的绝缘导体)。相比于不加热绝缘导体，加热绝缘导体可具有较小的芯和不同材料的芯。例如，加热绝缘导体的芯可以是铜镍合金、不锈钢、或者碳钢，而不加热绝缘导体的芯可以是铜。然而，由于芯在尺寸和材料的电气特性方面的差异，这些部段中的电绝缘体可具有充分不同的厚度，所述厚度并不能在用于联结绝缘导体的单个配件中得到补偿。因而，在一些实施例中，可在加热绝缘导体和不加热绝缘导体之间中使用很短部段的中间加热绝缘导体。

中间加热绝缘导体的芯直径可从不加热绝缘导体的芯直径渐变到加热绝缘导体的芯直径，与此同时使用类似于不加热绝缘导体的芯材料。例如，中间加热绝缘导体可以是铜，其具有渐变到与加热绝缘导体相同直径的芯直径。因而，在用于联接中间绝缘导体和加热绝缘导体的配件处的电绝缘体的厚度类似于加热绝缘导体中的电绝缘体的厚度。具有相同的厚度使得绝缘导体在配件中易于联结。中间加热绝缘导体由于较小的芯直径而可能提供一些电压降以及一些热量损耗，但是，中间加热绝缘导体在长度上可相对短，使得这些损耗最小。

在某些实施例中，用于联结绝缘导体的配件被压实或者压缩，以改善配件内部的电绝缘导体的电绝缘性(介电特性)。例如，配件内部的电绝缘材料的压实可增加电绝缘材料的均匀性，和/或去除电绝缘材料中的空隙或者其它界面。

在一些实施例中，电绝缘材料块(例如氧化镁)被压实在配件中。在一些实施例中，电绝缘材料粉末被压实在配件中。在一些实施例中，在配件中可使用电绝缘材料的粉末和/或块的组合。另外，可使用不同种类的电绝缘材料的组合(例如，氧化镁和氮化硼的组合)。

在在此所描述的使用了电绝缘材料粉末的实施例中，粉末具有提供用于更好压实(当压实时密度较高)的选定性能。在一些实施例中，粉末具有选定的颗粒尺寸分布(例如，对于氧化镁粉末，尺寸分布平均可在大约100um至大约200um之间)。可选定期望的范围，以使得粉末压实到期望密度。可选择以提供压实后的期望密度的粉末的其它性能包括但并不限于：颗粒形状、杂质特性(例如，硅或钙杂质的比例)、壁面摩擦特性(壁面摩擦角)、标准化作用力下的压缩性(在相同作用力下在标准尺寸缸中压实)以及用于实现加料斗中的质量流的料斗角度。这些性能中的一个或多个的组合可以指示粉末的压实性和/或粉末在压缩或压实期间的流动能力。

用于联结绝缘导体的配件可以被机械、气动和/或液压地压实。配件的压实可改善电绝缘材料的介电特性，以使得电绝缘导体的介电特性类似于绝缘导体中的电绝缘体的介电特性。在一些实施例中，配件中的压实的电绝缘材料可具有的介电特性比绝缘导体中的电绝缘体的介电特性更好。

举例来说，绝缘导体中的电绝缘体(氧化镁)典型地具有介于大约78％至大约82％之间的密度。未压实的氧化镁粉末可具有大约50％至大约55％之间的密度。氧化镁块可具有大约70％的密度。在此所描述的配件的某些实施例中，在压实或压缩之后，配件内部的电绝缘体的密度在联接到配件的绝缘导体的密度的至少大约15％内、大约10％内或者大约5％内。在此所描述的一些实施例中，在压实或压缩之后，配件内部的电绝缘体的密度比联接到配件的绝缘导体的密度更高。例如，配件内的电绝缘体可具有高达大约85％的密度。

在在此所描述的某些实施例中，加固套筒或其它应变消除器被布置在绝缘导体的联接部处或附近。图41示出了在已联结的绝缘导体212A、212B上的加固套筒328的一个实施例。加固套筒328提供应变消除以增强绝缘导体之间的联接。加固套筒328使得已联结的绝缘导体被缠绕、解绕以及在张力下牵拉以用于在井眼中和/或安装导管(例如，连续管装置)中进行安装/移除。

图42示出了用于联接三个绝缘导体212A、212B、212C的配件270的另一实施例的分解图。在某些实施例中，配件270包括应变消除配件274、电总线330(electrical bus)、缸体332和端盖272。图43-50示出了用于将配件270安装到绝缘导体212A、212B、212C的端部上的方法的一个实施例。

在图43中，绝缘导体212A、212B、212C穿过应变消除配件274中的纵向开口。应变消除配件274可以是用于绝缘导体212A、212B、212C的终端。在将绝缘导体212A、212B、212C安装到应变消除配件274之后，绝缘导体212A、212B、212C与应变消除配件对准，并且暴露出芯214A、214B、214C的从配件伸出的一部分。通过移除护套和绝缘导体212A、212B、212C电绝缘体的延伸穿过应变消除配件274的端部部分而暴露出芯214A、214B、214C。

在某些实施例中，芯214A、214B、214C的延伸穿过应变消除配件274的端部部分被钎焊到应变消除配件。用于钎焊的材料的一些实例包括但并不限于：镍铜(nickelbrazes)，诸如用于低硫环境的AWS 5.8 BNi-2和用于高硫环境的AWS 5.8 BNi-5A。钎焊材料可在钎焊期间流动并且填充和密封在芯214A、214B、214C与应变消除配件274之间的任何间隙。密封这些间隙防止流体流到配件270内部。将芯214A、214B、214C的端部部分钎焊到应变消除配件274可使得芯间隔更密集并且减小应变消除配件的尺寸。当终端(配件270)典型地是井眼尺寸方面的决定性因素时，具有较小应变消除配件274可使得用于加热器的配件270和井眼在直径方面更小。在一些实施例中，绝缘导体212A、212B、212C的护套联接到应变消除配件274。例如，护套可被焊接(焊缝焊接)到应变消除配件274。

在图44中，第一缸体332A而联接到应变消除配件274的带有突出的芯214A、214B、214C的端部。第一缸体332A可在应变消除配件274的端部上焊接到位。第一缸体332A可具有比突出的芯214A、214B、214C的长度短的纵向长度。因而，芯的至少一些部分可延伸超出第一缸体332A的长度。

在第一缸体332A联接到应变消除配件274之后，电绝缘材料256被添加到缸体中以用于至少部分地盖住芯214A、214B、214C，如图45中所示。因而，芯的至少一部分在电绝缘材料256之上保持暴露。电绝缘材料256可包括电绝缘材料粉末和/或块(例如，氧化镁)。在某些实施例中，电绝缘材料256被压实在第一缸体332A内部。可以使用压实工具液压和/或机械地压实电绝缘材料256。例如，使用液压压实机的活塞向压实工具施加作用力。图51示出了可用于压实电绝缘材料256的压实工具334A的一个实施例。压实工具334A可具有开口，该开口使得工具在压实电绝缘材料时配合在芯214A、214B、214C上。在上述步骤以及之后所描述步骤中的压实之后，电绝缘材料256的表面可能被划坏。划坏电绝缘材料256的表面促进了在压实这些层期间电绝缘材料层之间的结合。

在某些实施例中，在缸体332A中的电绝缘材料256压实之后，保持暴露的部分芯214A、214B、214C被联接到电总线330，如图46中所示。电总线330可例如为铜或者适用于将芯214A、214B、214C电联接在一起的另一种材料。在一些实施例中，电总线330被焊接到芯214A、214B、214C。

在将电总线330联接到芯214A、214B、214C之后，第二缸体332B可联接到第一缸体332A，以围绕芯的暴露出部分形成缸体332，如图47中所示。在一些实施例中，缸体332是在单个步骤中联接到应变消除配件274的单个缸体。在一些实施例中，缸体332包括在多个步骤中联接到应变消除配件274的两个或更多个缸体。

第二缸体332B可被焊接到第一缸332A的端部上的适当位置中。如图47中所示，所获得的缸体332的纵向长度可延伸超出所述芯214A、214B、214C的突出长度。因而，芯可被容纳在缸体332边界内部。

在缸体332的形成之后，将电绝缘材料256添加到缸体中达到与芯214A、214B、214C和电总线330大约一样的程度，如图48中所示。在某些实施例中，图48中所示程度的电绝缘材料256被压实(例如，机械地压实)。图52示出了可用于压实电绝缘材料256的压实工具334B的一个实施例。压实工具334B可具有环形部，所述环形部使得在压实电绝缘材料时压实工具装配在电总线330和芯214A、214B、214C之上。

在材料达到电总线330和芯214A、214B、214C的顶部的压实程度处之后，附加电绝缘材料256被添加到缸体中，以完全盖住电总线和芯，如图49中所示。因而，芯和电总线基本上封装在电绝缘材料256中。在某些实施例中，添加到缸体332中以封装芯的电绝缘材料256被压实(例如，机械压实)。图53示出了可用于最终压实电绝缘材料256的压实工具334C的一个实施例。

在最终压实电绝缘材料256之后，端盖272被联接(焊接)到缸体332以形成配件270。在一些实施例中，端盖272被成形为用作引导件，该引导件用于将绝缘导体212A、212B、212C的设备引导到井眼或者部署装置中(例如连续管设备)。在一些实施例中，配件270与绝缘导体一起使用，作为单相加热器进行操作。例如，配件270可与两个绝缘导体一起使用，该两个绝缘导体以发夹构造与在配件内部联接的绝缘导体联接，以使得一个绝缘导体作为供给导体而一个绝缘导体作为返回导体。配件270也可以与一个绝缘导体一起使用，该一个绝缘导体使用绝缘导体的护套将电流返回到地层表面。

与填满电绝缘材料并且振动以压实电绝缘材料的配件相比，配件270内部电绝缘材料的机械压实可产生具有更高的机械击穿电压和/或操作温度的配件。例如，配件270可在大约6kV以上的电压和大约1300℉(大约700℃)以上的温度下操作。因为配件270(加热器终端)可在大约700℃以上的温度下操作，配件可在地下地层的受热层(例如，经过热解的层)中使用。因而，加热器的终端并不必需布置在地层的较冷部分中，并且加热器井眼并不需要随着深度钻进到地层中或者钻进到不同类型的地层中。

在某些实施例，失效的三相加热器而被转换为使用相同电源的单相工作。如果例如三相加热器中的一个腿失效(地面故障)，则加热器的剩下两个腿可用作单相加热器，其中一个腿用作供给导体而另一个腿用作返回导体。为了将加热器转化为单相工作，高阻抗电阻器可放置在三相电源(变压器)的零线与加热器的接地故障腿之间。电阻器与加热器的接地故障腿串联设置。由于电阻器的高电阻，从接地故障腿解除电压并且送到电阻器。因而，电阻器用于通过使较少或者没有电流流过接地故障腿而使电源与接地故障腿断开联接。在电阻器设置在变压器的零线与接地故障腿之间之后，加热器剩下的两个腿在单相模式下操作，其中电流沿着一个腿向下，穿过终端，并且向上返回到另一腿。

在加热器的三相工作期间，由于三个腿操作以120°异相来平衡三个腿之间的电压，终端处的电压接近零(如果在回路中这些腿之间，存在任何不平衡电压可以不是精确的零)。对于，终端典型地与三相加热器的接地端隔开。当加热器被转换为单相时，终端上的电压从接近零电压增加到电源输出电压的大约一半。随着电流现在线性地流过两个工作腿，终端上的电压在单相工作期间增加，其中终端处于电路的中途点。举例来说，在480V电源的三相工作期间，每个腿可以是大约277V，其中在加热器底部处的终端处为大约0V。在通过与接地故障腿串联的电阻器而转换到单相工作之后，单相操作的腿在加热器底部处的终端处产生了大约240V的电压。

因为用于加热地下或含烃地层到流动温度和/或热解温度的电压由于加热器的很长长度典型地非常高(例如，大约1千伏或更高)，终端需要能够在更高电压下工作，以便用于单相操作使用。地下加热中所使用的电流终端典型地并不在这种高电压下操作。然而，因为配件270可在6kV以上的电压下操作，配件270使得发生故障的高电压三相地下加热器转换到单相工作。

实例

下面说明非限制性的实例。

使用图5中所示的配件实施例的样品

使用类似于图5中所示的实施例的配件250的一个实施例的样品使用液压压实机来制造，该压实机具有适于用作在配件一侧上的地下加热器的中等电压的绝缘导体以及适于用作配件另一侧上的上覆岩层线缆的中等电压绝缘导体。氧化镁用作配件中的电绝缘材料。这些样品从一个矿物绝缘导体的一端到另一端为6英尺长。在电测试之前，将样品布置在6又1/2英尺长的炉中，并且在850℉下干燥30小时。在冷却到150℉时，矿物绝缘导体的端部使用环氧树脂进行密封。然后将这些样品布置在3英尺长的炉中，以加热这些样品，并且使用5kV(最大值)高压绝缘试验(高电位)测试器来将电压施加到样品，该测试器能够测量泄漏电流的总量和实分量。三个热电偶布置在样品中并且对于温度测量平均化。将这些样品布置在炉中，其中配件处于炉的中心处。使用高压绝缘试验测试器来测量环境DC(直流)响应和AC(交流电)泄漏电流。

在大约1000℉和高达5kV电压下测试总共八个样品。在5kV下所测试的一个单个样品具有2.28mA的泄漏电流，而另一个具有6.16mA的泄漏电流。具有并联在一起的芯的三个另外的样品被测试为5kV，并且具有11.7mA的总泄漏电流，或者每个线缆3.9mA平均漏泄电流，而且三个样品是稳定的。具有并联联接在一起的芯的三个其它样品被测试为4.4kV，以及具有4.39mA的总泄漏电流，但是它们在没有平稳地经历高压绝缘试验测试器的情况下经不住更高的电压(这在泄漏电流超过40mA时发生)。所测试的5kV的样品中的一个经历了在环境温度下击穿的进一步测试。在11kV下发生击穿。

总共十一个另外的样品被制造为用于进行在环境温度下的附加击穿测试。这些样品中的三个具有所制备的有垂直于护套的矿物绝缘切口的绝缘导体，而八个另外的样品具有所制备的有与护套成30°角的矿物绝缘体切口的绝缘导体。对于第一组具有垂直切口的三个样品，第一样品在击穿之前经得住高达10.5kV，第二样品在击穿之前经得住高达8kV，而第三样品在击穿之前经得住仅仅500V，这展示了对于第三样品在制造方面的缺陷。对于具有30°切口的八个样品，两个样品在击穿之前经得住高达10kV，三个样品在击穿之前经得住8kV至9.5kV之间，以及三个样品经得起没有电压或者小于750V，这展示了这三个样品在制造方面的缺陷。

使用图8B中所示的配件实施例的样品

制造出使用了类似于图8B中所示的实施例的配件270的一个实施例的三个样品。这些样品用两个绝缘导体而不是三个绝缘导体制造而成，并且在环境温度下进行击穿测试。一个样品在击穿之前经得住5kV，第二样品在击穿之前经得住4.5kV，以及第三样品经受仅仅500V，这展示了在制造方面的缺陷。

使用图14和15所示的配件实施例的样品

使用类似于图14和15中所示的实施例的配件298的一个实施例的样品被用来联接具有1.2”外直径和0.7”直径芯的两个绝缘导体。氧化镁粉末(Muscle Shoals Minerals，Greenville，Tennessee，U.S.A.)用作电绝缘材料。配件由347H不锈钢管制成，具有1.5”的外直径以及0.125”的壁厚和7.0”的长度。这些样品被布置在炉中并且被加热到1050℉以及循环通过高达3.4kV的电压。发现这些样品对于全部电压来说是可行的，但是在没有平稳进行的高压绝缘试验测试器的情况下并没经得住高电压。

在第二试验中，类似于上述样品的样品经受低循环疲劳弯曲试验，然后在炉中进行电试验。这些样品被布置在炉中并且被加热到1050℉，而且循环通过350V、600V、800V、1000V、1200V、1400V、1600V、1900V、2200V和2500V的电压。样品中的泄漏电流幅值和稳定性可接受高达1900V的电压。在配件的操作范围中的增加通过使用其它电流强度减弱方法是可行，所述其它电流强度减弱方法诸如是配件中的渐变、平滑或倒圆的边缘，或者在配件内部添加电场应力减弱器。

应理解的是，本发明并不限制到所描述的特定系统，且所述系统当然可以变化。还应理解的是，在此所使用的术语仅仅为了描述特定实施例而并不作为限制。正如在本说明书中所使用的那样，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数个对象，除非内容另有清楚的说明。因而，例如，对于“一芯”的表述包括两个或更多芯的组合，以及对于“一材料”包括材料的混合物。

在本专利中，某些美国专利、美国专利申请，以及其它材料(例如，文章)已经通过引用而被合并。然而，在这些文字与在此所提到的其它声明和附图之间没有存在抵触的程度下，这些美国专利、美国专利申请和其它材料的文字仅仅通过引用而被合并。在存在抵触、然后通过引用合并任何这种抵触文字的情况下，美国专利、美国专利申请以及其它材料特别地并不通过引用而合并在本专利中。

根据本说明书，本发明的各个方面的进一步修改和可替换的实施例对于本领域的技术人员而言是显而易见的。因此，本说明书仅仅被认为是说明性的，并且用于教导本领域技术人员实施本发明的通常手段。应理解的是，在此所示出和描述的本发明形式将看作当前优选的实施例。元件和材料可替换在此所说明和描述的那些元件和材料，部件和过程可被反向，并且本发明的某些特征可独立使用，这些对于本领域技术人员而言在知晓本发明的说明书的益处之后都是显而易见的。在不脱离如下述权利要求中所述的本发明的精神和范围的情况下，在此所描述的元件方面可进行改变。

Claims (18)

1.一种用于联接两个绝缘导体的端部的方法，所述方法包括：

将第一绝缘导体的芯的端部部分联接到第二绝缘导体的芯的端部部分，其中芯的端部部分的至少一部分暴露出；

将芯的暴露出部分定位在箱体内，其中第一绝缘导体的护套的端部部分位于在箱体第一侧面上的第一导体开口中，并且第二绝缘导体的护套的端部部分位于在箱体的第二侧面上的第二导体开口中；

将电绝缘粉末材料放置到箱体中；

将第一柱塞设置在箱体的第一柱塞开口中；

将第二柱塞设置在箱体的第二柱塞开口中；

向第一柱塞施加作用力以压实所述粉末材料，其中所述粉末材料被压实成压实的粉末材料，所述压实的粉末材料至少部分地围绕芯的暴露出部分；

将所述压实的粉末材料形成为基本上圆柱形形状，所述基本上圆柱形形状的外直径与所述绝缘导体中至少一个的外直径相对类似；以及

将套筒布置在所述压实的粉末材料上，以及将套筒联接到绝缘导体的护套。

2.如权利要求1所述的方法，其中，向第一柱塞施加作用力，以使得第一柱塞和第二柱塞同时朝向芯的中心线运动。

3.如权利要求1所述的方法，所述方法包括向第二柱塞施加作用力。

4.如权利要求3所述的方法，所述方法包括向第一柱塞和第二柱塞施加基本上等量的作用力。

5.如权利要求1所述的方法，所述方法包括将绝缘导体的护套的端部部分贴合地装配在相应的导体开口中。

6.如权利要求1所述的方法，其中，将电绝缘粉末材料放置到箱体中的步骤包括将氧化镁和氮化硼的混合物放置到箱体中。

7.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括重复下列步骤，直到所述压实的粉末材料围绕芯的暴露出部分的一部分达到压实的预定程度和预定量：

将附加的电绝缘粉末材料放置到箱体中；以及

向第一柱塞施加附加作用力以压实所述附加的电绝缘粉末材料。

8.如权利要求1所述的方法，其中，将所述压实的粉末材料形成为基本上圆柱形形状的步骤包括移除所述压实的粉末材料中的至少一些。

9.如权利要求1所述的方法，所述方法包括将箱体的至少两部分围绕绝缘导体的端部部分一起夹紧。

10.如权利要求1所述的方法，其中，将套筒联接到绝缘导体的护套包括将套筒焊接到绝缘导体的护套。

11.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括在套筒上提供压力，以将套筒压缩到所述压实的粉末材料中，并且进一步压实所述粉末材料。

12.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括将一个或多个应变消除套筒布置在所述绝缘导体的联接部处或附近。

13.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括通过下述方式暴露出绝缘导体中至少一个的芯：移除电绝缘体的一部分和在绝缘导体中至少一个的端部处围绕芯的外部护套；其中，暴露出所述芯在将第一绝缘导体的芯的端部部分联接到第二绝缘导体的芯的端部部分之前发生。

14.如权利要求1所述的方法，其中，向第一柱塞施加作用力包括施加液压作用力。

15.一种用于联接两个绝缘导体的端部的装置，第一绝缘导体包括第一芯、第一电绝缘体和第一护套，第二绝缘导体包括第二芯、第二电绝缘体和第二护套，所述装置包括：

箱体，所述箱体包括：

第一侧面，

第二侧面，

在第一侧面上的第一导体开口，所述第一导体开口构造为容纳第一绝缘导体的第一护套的端部部分，

在第二侧面上的第二导体开口，所述第二导体开口构造为容纳第二绝缘导体的第二护套的端部部分，

第一柱塞开口；

第二柱塞开口；

第一柱塞，所述第一柱塞构造为布置在箱体的第一柱塞开口中；

第二柱塞，所述第二柱塞构造为布置在箱体的第二柱塞开口中；以及

驱动机构，所述驱动机构构造为向第一柱塞提供作用力；

从而，当所述两个绝缘导体到位时，即第一护套的端部部分和第二护套的端部部分分别处于第一导体开口和第二导体开口中、第一芯和第二芯至少部分地在箱体中暴露出并且电绝缘粉末材料存在于箱体中，驱动机构的激活导致电绝缘粉末材料被压实成围绕第一芯和第二芯的基本上圆柱形形状，所述基本上圆柱形形状的外直径与所述两个绝缘导体中至少一个的外直径相对类似。

16.如权利要求15所述的装置，还包括：

附加的驱动机构，所述附加的驱动机构构造为向第二柱塞提供作用力；以及

齿轮，所述齿轮联接第一柱塞和第二柱塞。

17.如权利要求15所述的装置，其中，箱体包括端口，所述端口构造为允许电绝缘粉末材料从箱体的外部行进到箱体的内部。

18.如权利要求15所述的装置，其中，箱体包括至少两个部分，所述至少两个部分构造为围绕绝缘导体的端部部分一起夹紧。