CN104806216A - 包括共模扼流圈组件的烃源加热系统和相关方法 - Google Patents

Abstract

一种用于加热具有在其中延伸的井眼的地下地层中的烃源的系统，其可以包括：射频(RF)天线，所述射频天线构造成定位在井眼内；射频源；冷却流体源；和传输线，所述传输线联接在射频天线和射频源之间。多个环状扼流圈芯部可以围绕传输线，并且套筒可以围绕环状扼流圈芯部并且限定了用于环状扼流圈芯部的冷却流体路径而且与冷却流体源流体连通。

Description

包括共模扼流圈组件的烃源加热系统和相关方法

技术领域

本发明涉及烃源回收的领域，并且更加具体地涉及使用RF加热的烃源回收。

背景技术

世界各地的能源消耗总体呈增长趋势，并且正在消耗传统的烃源。为了满足需求，理想的是开发非常规能源。例如，高粘烃源(诸如重油)可以被捕获在焦油砂中，在所述焦油砂处，高粘烃源的粘稠特性不允许实施常规油井开采。评估得出，在这种焦油砂地层中可以发现数亿桶石油储量。

在一些情况中，当前经由露天开采提取这些焦油砂沉积物。另一种现场提取更深沉积物的方法已知为蒸汽帮助重力泄油(SAGD)。重油在储层温度条件下不能移动，并且因此通常加热石油，以减小其粘度并且使得石油可以流动。在SAGD中，在地中形成侧向延伸的多对注采井。每对注/采井均包括下出油井和上注井。注/采井通常位于下伏岩层和表土层之间的地下地层的生产层中。

上注井通常用于注入蒸汽，而下出油井收集连同因注入蒸汽的凝结产生的水一起流出地层的加热的原油或者沥青。注入的蒸汽形成蒸汽室，所述蒸汽室在地层中竖直以及水平膨胀。来自蒸汽的热量减小了重原油或者沥青的粘度，这允许所述重原油或者沥青向下流入到下出油井中，在所述下出油井处收集以及回收所述重原油或者沥青。蒸汽和气体因它们的低密度而上升，从而不会在下出油井处产生蒸汽，并且使用凝汽阀控制来达到相同的结果。气体(诸如甲烷、二氧化碳和硫化氢)例如在蒸汽室中倾于上升，并且填充了由限定蒸汽上方的隔热层的石油留下的空隙空间。石油和水流因重力驱动而被排入到下出油井中。

在大约储层压力条件下操作注采井可能导致产生不稳定性问题，从而对高压蒸汽处理产生负面影响。SAGD可以实现平滑均匀的产量，所述产量在适当的储层中能够高到原始石油地质储量的70％至80％。SAGD处理对页岩薄层和其它竖直障碍物相对敏感，这是因为当加热岩石时，不同的热膨胀导致在岩石中产生裂隙，从而允许蒸汽和流体流动通过。SAGD的效率可以为旧式周期注蒸汽(CSS)工艺的两倍。

世界上许多国家均具有大量油砂沉积物，包括美国、俄罗斯和中东的多个国家。油砂可以代表世界总石油储量的2/3，其中，例如至少1.7亿桶处于加拿大亚达巴斯卡河的油砂中。目前，虽然委内瑞拉也从油砂中开采少量的原油，但是仅仅在加拿大具有大规模的商业油砂工业。因为日益增加的油砂生产，所以加拿大开始成为美国的最大的石油以及其制品的单一供应商。尽管由于2008年经济低迷对新工程项目不得已延期，同时委内瑞拉的石油产量近年来也逐渐下滑，但是现在油砂仍占占加拿大石油产量的几乎一半。在其它国家还没有以显著较高的水平从油砂中开采石油。

Banerjee等人名下的美国公开专利申请No.2010/0078163公开了一种烃回收处理，据此设置了三口井，即，用于注入水的最上方的井、用于将微波引入到储层中的中间井和用于生产的最下方的井。微波发生器产生微波，所述微波通过一系列波导管进入到中间井上方区域中。微波的频率为基本等于水的共振频率的频率，使得水被加热。

沿着这些管路，Dreher,Jr等人名下的美国公开申请No.2010/0294489公开了使用微波来提供热量。将激活剂注入到地表下方并且通过微波加热，随后激活剂加热出油井中的重油。Wheeler等人名下的美国公开申请No.2010/0294489公开了类似的方法。

Kasevich名下的美国专利No.7,441,597公开了使用射频发生器将RF能量施加到位于油气生产井的水平部分上方的RF井的水平部分。由于RF能量减小了石油的粘度，这导致石油因重力被排出。通过油气生产井回收石油。

不幸地，使用SAGD长时间生产抽取石油(例如因启动失败)可能导致热量大量损耗到相邻的土层，过度消耗蒸汽以及造成回收成本较高。重要的水资源通常也用于使用SAGD回收石油，这对环境造成影响。有限的水资源还可能限制石油回收。SAGD例如在永久冻土区域是不可行的工艺。

而且，除了利用RF能量提供加热的现有系统之外，这种系统还可能因RF源、传输线和/或天线之间的阻抗失配而效率低下，从而导致例如共模电流干扰。这些错配随着逐渐加大对地层的加热而变得尤为突出。而且，这种应用可能需要高功率级，这导致相对较高的传输线温度，所述相对较高的传输线温度可能致使出现传输故障。

发明内容

用于加热具有在其中延伸的井眼的地下地层中的烃源的系统可以包括：射频(RF)天线，所述射频天线构造成定位在井眼中；RF源；冷却流体源；和连接在RF天线和RF源之间的传输线。多个环状扼流圈芯部可以围绕传输线，并且套筒可以围绕多个环状扼流圈芯部并且限定了用于多个环状扼流圈芯部且与冷却流体源流体连通的冷却流体路径。

更加特别地，在一些实施例中，管件可以围绕传输线，并且多个环状扼流圈芯部可以围绕管件。而且，传输线可以包括共轴传输线，所述共轴传输线也与冷却流体流体源流体连通。这种系统还可以包括多块挡板，每块所述挡板均与相邻的一对环状扼流圈间隔开，以便进一步限定冷却流体路径。举例说明，每块挡板均可以包括环状介电体，所述介电体具有穿过其中的至少一个冷却流体开口。冷却流体开口中的至少一些可以位于相邻的环状扼流圈的径向外部，并且冷却流体开口中的至少一些可以位于相邻的环状扼流圈的径向内部。

多个环状扼流圈芯部可以包括第一组环状扼流圈芯部，每个环状扼流圈芯部均具有第一宽度；以及第二组环状扼流圈芯部，每个环状扼流圈芯部与第一宽度不同的第二宽度。另外，多个环状扼流圈芯部可以包括：第一组，所述第一组具有位于相应的相邻环状扼流圈之间的第一间隔；和第二组，所述第二组具有位于相应的相邻环状扼流圈芯部之间的第二间隔，所述第二间隔与第一间隔不同。举例说明，这些套筒可以包括介电材料，并且多个环状扼流圈芯部各个均可以包括纳米晶体磁材料。

还提供了与RF天线相联的相关扼流圈组件，所述RF天线定位在地下地层中的井眼内，以便加热烃源。扼流圈组件可以包括：待联接在RF天线和RF源之间的传输线；多个环状扼流圈芯部，所述多个环状扼流圈芯部围绕传输线；和套筒，所述套筒围绕多个环状扼流圈芯部并且限定了用于多个环状扼流圈芯部的冷却流体路径，以便连接成与冷却流体源流体连通。

相关方法用于加热具有在其中延伸的井眼的地下地层中的烃源。这种方法可以包括：将多个环状扼流圈芯部定位成围绕传输线；和将套筒定位成围绕多个扼流圈芯部；以及限定用于多个环状扼流圈芯部的冷却流体路径。这种方法还可以包括将RF天线和传输线定位在井眼内，使得传输线与RF天线相联。而且，冷却流体回路可以联接成与冷却流体源流体连通，并且可以使用RF源将RF信号施加到传输线。

附图说明

图1是根据示例性实施例的包括共模扼流圈组件的用于加热烃源的系统的示意图；

图2是图1的系统的传输线和附属管件沿着线A-A获得的剖视图；

图3是图1的包括另一个示例共模扼流圈组件的系统的传输线组件的替代实施例的示意图；

图4是图3的具有位于共模扼流圈段之间的带有螺栓的凸缘连接件的共模扼流圈组件的透视图；

图5是图4的扼流圈组件的第一共模扼流圈段的截面透视图；

图6是图4的扼流圈组件的第二共模扼流圈段的截面透视图；

图7是示出针对图4的共模扼流圈组件的示例性部件和尺寸的示意图；

图8是图4的共模扼流圈组件的带有螺栓的凸缘连接件的截面透视图；

图9a和图9b分别是设置成用于环状扼流圈径向内侧的冷却流体流的挡板和扼流圈芯部布置方案的正视透视图和后透视图；

图10a和图10b分别是设置成用于环状扼流圈径向外部的冷却流体流的挡板和扼流圈芯部布置方案的正视透视图和后透视图；

图11是图解了在图5的第一共模扼流圈段的冷却流体路径的一部分中的流体流速的冷却流体流速简图；

图12是图解了用于图11的热流简图的等效冷却流体路径的示意剖视图；

图13是图解了用于图4的共模扼流圈组件的功率和热量耗散的曲线图；

图14是图解了针对图4的共模扼流圈组件的第一和第二共模扼流圈段的示例接口的局部剖视图；

图15是图解了可以与图4的共模扼流圈组件的第一和第二共模扼流圈段一起使用的介电套筒的示例特征和尺寸的侧视图；

图16是图15的套筒的剖视图，图解了套筒的其它示例特征和尺寸；

图17是图解了用于加热地下地层中的烃源的示例方法的流程图。

具体实施方式

现在将参照附图在下文中更加全面地描述本发明，在所述附图中示出了本发明的实施例。然而，可以以不同的形式实施本发明并且本发明并不局限于在此陈述的实施例。而且，提供这些实施例，从而对于本领域中的技术人员而言，本说明书更加彻底和完成并且将完全覆盖本发明的范围。其中相同的附图标记表示相同的元件，并且在不同的实施例中点符号用于表示类似的元件。

首先参照图1和图2，首先描述系统30，所述系统30用于加热在其中具有井眼的地下地层32中的烃源31(例如，油砂等)。在图解的示例中，井眼是侧向延伸的井眼，但是系统30可以与具有不同构造的竖直井眼或者其它井眼一起使用。系统30还包括用于RF天线或者换能器35的射频(RF)源34，所述RF天线或者换能器35定位在井眼中相邻烃源31。例如，RF源34定位在地下地层32上方并且可以例如是RF功率发生器。在示例性实施方案中，侧向延伸的井眼可以在地下地层32内延伸数百米。而且，典型的侧向延伸的井眼可以具有大约十四英寸或者更小的直径，但是可以在一些实施例中使用更大的井眼。尽管没有示出，但是在一些实施例中，可以在井眼下方使用帮助井眼或者生产井眼，诸如在SAGD实施方案中发现的那样，以用于收集通过加热从地下地层32中释放的石油、沥青等。

共轴传输线38在井眼33内在RF源34和RF天线35之间延伸。传输线38包括内导体36、外导体37和一个或者多个径向支撑构件39，所述径向支撑构件39定位在内和外导体之间。在图解的示例中，径向支撑构件39图解包括多个开口40，所述开口40可以用于流体管、气流等。例如，可以根据需要用绝缘气体(诸如氮气)填充内导体36和外导体37之间的空间。

传输线分段联接器41承载在外导体37上，并且管件42(例如，金属管)围绕外导体并且由垫片43支撑。外介电体41和管件42之间的空间限定了用于从联接到井口51的冷却流体源50供应冷却流体44(例如，矿物油等)的通路。而且，支撑构件45径向定位在内导体36内部，并且内介电体内部的空间限定了这样的通路，所述通路可以用于使得加热的冷却流体46返回到井口51处的冷却流体源50，如将在下文进一步讨论的那样(但是在一些实施例中冷却流体可以倒流)。举例说明，冷却流体源50可以包括一个或者多个冷却流体储器和泵，用于使得冷却流体循环通过整个冷却流体回路。可以在共同待决的2012年6月18日提交的申请13/525,877和2013年2月1日提交的13/756,756中发现关于可以在此提供的构造中使用的示例性传输线38支撑以及互连结构的其它细节，上述共同待决的申请分配给本申请人并且其全部内容在此以援引的方式并入本发明。

如图所示，表层套管51和中间套管52可以定位在井眼中。RF天线35可以与中间套管52相联，并且在图解的示例中，RF天线包括多个线性导电部分53、相邻中间套管的末端绝缘体54和与末端绝缘体间隔开的中央绝缘体55。

RF源34可以用于差动地驱动RF天线35。即，RF天线35可以具有平衡的设计，使得可以由不平衡的驱动信号驱动。例如，用于地下加热应用场合的典型频率范围操作可以介于大约100kHz至10MHz的范围内并且例如处于数百万瓦特的功率级条件下。然而，应当理解的是，在不同的实施例中可以使用其它构造和操作值。

传输线38和管件42可以实施为多个分离的分段，所述分离的分段相继联接在一起并且被向下推入或者供给到井眼中。系统30还包括共模扼流圈组件60，所述共模扼流圈组件60在井眼内联接到传输线38且相邻RF天线35。RF天线35可以被首先安装在油井中，之后将传输线(和扼流圈组件60)插入到天线中，从而将传输线联接到天线。流体回转部分59将供应的冷却流体44从冷却流体源50引导至内导体45内的通路中，以便使得加热的冷却流体46返回到井口51处的冷却流体源。在于2013年11月11日提交的共同待决的申请14/076,501中陈述了关于可以与在此提供的实施例一起使用的示例性天线结构的其它细节，该申请分配给本申请人并且其内容在此以援引的方式并入本发明。然而，应当注意的是，如本领域中的技术人员理解的那样，在一些实施例中，RF天线组件可以在井口处联接到传输线并且同时被一起供给到井眼中。

一般来说，共模扼流圈组件60用于共模抑制源自供给RF天线35的电流。更加特别地，共模扼流圈组件60可以用于将电流中的大部分局限于RF天线35，而非允许电流向上行进返回到传输线的外导体37，例如由此帮助保持所需位置中的体积加热，与此同时使得能够有效、安全地实施电磁干扰(EMI)兼容操作。

考虑到背景因素，因为井眼直径有限，所以辐射天线35和传输线38通常布置成共线。然而，这导致天线35和传输线38的外导体37之间的显著耦合。这种强耦合自身主要体现在在传输线38上感应产生电流，并且如果没有抑制这种电流，则传输线实际上成为辐射天线35的延伸部，从而加热地质构造32的不理想区域。在图解的示例中，承载在管件42上的共模扼流圈组件60有利地实施如下的功能：衰减传输线38上的感应电流、将辐射电流有效地局限于天线35，在所述天线35处实施有用的加热。更加特别地，电流联接到钢制的管件42，并且因为传输线38完全由管件围绕，所以传输线38与电流隔离开。然而，应当注意的是，在一些实施例中，如本领域中的技术人员理解的那样，扼流圈芯部61可以承载在传输线38的外导体37上。

能够准确地量化扼流圈损耗是评估地质RF加热实施方案的可行性面临的一个技术挑战。而且，由于扼流圈组件60在井眼中的紧凑尺寸和相对高的功率密度(例如，大于1W/cm3)和扼流圈材料的低导热率，因此充分冷却扼流圈的能力至关重要。其它技术挑战可以包括：在无磁饱和的前提下充分衰减高共模电流；提供可接受的系统效率(例如，在扼流圈组件60中没有消散太多功率的前提下)；保持操作温度低于最大操作温度；提供径向和轴向相对紧凑的形状因数(即，井眼“地产”通常是优质的)；兼容现有完井技术；和承受安装负荷的稳健性。

扼流圈组件60可以有利地帮助克服这些技术挑战。在图解的示例中，扼流圈组件60包括多个环状或者环形扼流圈芯部61，所述扼流圈芯部61围绕传输线38的一个或者多个部分或者段。而且，套筒62围绕多个环状扼流圈芯部61并且限定了针对多个环状扼流圈芯部的冷却流体路径，所述冷却流体路径与冷却流体源50流体连通。

参照图3至13，现在描述共模扼流圈组件60’的另一个示例，所述共模扼流圈组件60’包括间隔开的第一和第二扼流圈段65’、66’。在图解的实施例中，共模扼流圈组件60’与刀架67’联接成直线，所述刀架67’具有前矛附件68’。刀架67’将在中央隔离器(见图1)处与RF天线相联。扼流圈组件60’经由关于图2在上文描述的位于传输线中和周围的冷却流体通路与冷却流体源流体连通。在图解的示例中，第一和第二扼流圈段65’、66’经由带有螺栓的凸缘连接构件70’联接在一起(见图4)。与操纵更长的单个扼流圈组件相比，这种构造的有利之处在于带有螺栓的凸缘连接构件70’提供了有助于扼流圈段65’、66’在井眼内运动的接合部。就这一方面而言，扼流圈组件60’在一些实施例中根据需要可以分成多于两个的段。

在图解的示例中，第一和第二扼流圈段65’、66’具有不同构造的扼流圈芯部61’。更加特别地，第一扼流圈段65’包括三级或者三段环状扼流圈芯部，第一级(级1)包括多个(在此为72个)10mm宽扼流圈芯部，其针对1.01m的总长在相邻芯部之间具有0.115英寸(±0.005英寸)的间隔。在第一扼流圈65’的第二级(级2)中，设置有多个(在此为96)个10mm宽扼流圈芯部，其针对1.33m的总长在相邻芯部之间具有0.125英寸(±0.025英寸)的间隔。在第一扼流圈65’的第三级(级3)中，设置有多个(在此为108)个25mm宽扼流圈芯部，其针对3.11m的总长在相邻芯部之间具有0.125英寸(±0.025英寸)的间隔。第二扼流圈段65’具有单级(级4)，所述单级(级4)包括多个(在此为192)个25mm宽扼流圈芯部，其针对5.53m的总长在相邻芯部之间具有0.125英寸(±0.025英寸)的间隔。在图7中还示出了用于图解的扼流圈芯部组件60’实施方案的其它示例尺寸。

应当注意的是，在不同的构造中上述示例中所提供的尺寸、级数、扼流圈芯部尺寸和扼流圈芯部之间的间隔可以不同。一般来说，将根据给定实施方案的功率损耗和操作温度要求来选择这些参数。例如，更宽的扼流圈芯部直径通常可以提供更大的功率损耗，但是伴随着相对更高的操作温度。更加特别地，给定空间中的更薄扼流圈芯部的更高密度提供了更大的用于冷却的表面区域，所述用于冷却的表面区域理想地是直接相邻天线(例如，级1)，在所述天线处扼流圈功率消耗最高并且因此产生最大的热量。

而且，相邻的扼流圈芯部之间的更宽的间隔设置成用于减小穿过扼流圈芯部61’的冷却流体回路中的压力上升，并且因此逐渐增大扼流圈组件60’的更靠近井口端的扼流圈芯部之间的间隔，这可以有利地帮助将扼流圈组件内的压力水平保持在理想范围内。这样，如本领域中的技术人员理解的那样，芯部厚度和扼流圈芯部61’之间的间隙的多种组合是可行的，但是通常有用的是在天线末端附近包括相对薄的扼流圈芯部，而在朝向扼流圈组件60’的“背部”(即，更靠近井口的端部)包括相对更厚的扼流圈芯部。

例如，通过相应的挡板71’或者72’可以帮助定位和间隔开在扼流圈组件60’的多级中的扼流圈芯部61’，所述挡板71’或者72’可以包括介电材料。挡板71’、72’不仅仅作为安装固定件以用于将相应的扼流圈芯部61’定位在外导体37’周围，而且挡板71’、72’还可以构造成限定相邻的芯部和定位在挡板内的芯部之间的流体间隙间隔。更加特别地，挡板71’图解地包括内环形部73’、外环形部74’和多条径向臂75’，所述多条径向臂75’联接在内和外环形部之间，在所述内和外环形部中搁置有扼流圈芯部61’。径向臂75’成形为使得扼流圈芯部61’与内环形部73’径向间隔开，从而限定了位于它们之间的内流体通路76’。即，冷却流体将在承载在挡板71’内的扼流圈芯部61’内部径向流动。

类似地，挡板72’图解地包括内环形部79’和多条径向臂77’，所述多条径向臂77’从内环形部向外延伸，在所述内环形部中搁置有另一个扼流圈芯部61’。径向臂79’成形为使得扼流圈芯部61’相邻内环形部73’或者与内环形部73’相接触，从而限定了扼流圈芯部和套筒62’之间的外流体通路。即，冷却流体将在承载在挡板72’内的扼流圈芯部61’外侧径向流动。而且，其它冷却流体通路可以限定在环形部74’或者环形部76’中，以便允许其它冷却流体根据需要在扼流圈芯部61’外部或者内部径向流动。应当理解的是，具有适当内径和外径的扼流圈芯部61’可以用于相应类型的挡板71’、72’。

这样，通过选择挡板71’、72’定位在外导体37’上的顺序，可以限定不同的冷却回路流动路径。参照图11和图12，通过将一系列六块挡板72’定位成行使得用于冷却流体44’的主要流动路径在扼流圈芯部61’的径向外部，之后是挡板71’，来提供“平行”的流动路径。图11图解了冷却流体的流速，而图12机械图解了冷却流体回路的流动路径。内挡板还允许冷却流体从扼流圈61’径向向内流动，以便提供位于扼流圈61’之间的平行流。然而，应当理解的是，可以使用多种不同的流动构造。例如，交替的挡板71’、72’可以用于提供穿过扼流圈芯部61’的串联或者蜿蜒的流动路径，或者串联和并联的流动路径的组合可以应用在同一扼流圈组件60’中。一般来说，串联流动路径可以设置成用于增加扼流圈芯部61’的冷却，但是代价是冷却流体流体回路中的压力增加。像这样，可以根据针对实施方案的给定的冷却和压力参数来选择在给定实施方案中使用的特定冷却流体路径，如本领域中的技术人员理解的那样。

就扼流圈芯部61’而言，可以用于形成芯部的一个示例材料种类是纳米晶体材料。较之诸如铁素体的其它感应材料，纳米晶体材料可以提供显著的性能改进(例如，更高的饱和磁通密度、更高的导磁系数、更好的热稳定性、降低的损耗等)，但是这种材料通常较之铁素体更贵。举例说明，可以应用在扼流圈芯部61或者61’中的一种这样的纳米晶体材料是由德国哈瑙的VACUUMSCHMELZE GmbH & Co.KG制造的纳米晶体合金的线路。然而，其它适当的纳米晶体材料、铁素体材料等也可以应用在此描述的实施例中，如本领域中的技术人员理解的那样。而且，在一些实施方案中，理想的是在扼流圈芯部61、61’上提供保护涂层或者覆盖层，以便延长芯部的寿命以及增加热稳定性，诸如环氧树脂涂层。举例说明，可以使用诸如由德克萨斯州的Huntsman Advanced Materials of The Woodlands生产的Araldite 2014-1或者Araldite 1052的高温环氧树脂，但是也可以使用其它适当的涂层材料。

在图13的曲线图81中示出了用于图7中图解的扼流圈组件60’的建模功耗曲线82和温度耗散曲线83。在曲线81中，虚线竖直线表示在曲线上方标注的扼流圈组件60’的多级之间的过渡。在曲线图的右侧提供了功耗曲线82的刻度，而在曲线图的左侧提供了温度耗散曲线83的刻度。类似地，分别针对冷却流体(在此为矿物油)和相邻扼流圈组件61’的沥青的建模温度曲线84、85也共享了曲线图81的左侧处的温度刻度。在示例性实施例中，连同在0.8MHz的条件下400kW的操作功率使用每分钟二十五加仑的冷却流率。

在图14中示出了用于使得扼流圈组件60(或者60’)与相邻的传输线段互连的示例螺纹交叉配件。外螺纹构件90具有凹陷部分，用于接收介电套筒62，并且外螺纹构件90位于邻接传输线分段的管件42上。介电套筒62由外螺纹构件90经由对称唇形密封件91和一个或者多个O形环92密封，并且外螺纹构件由管件42经由一个或者多个O形环93密封。举例说明，密封件91可以是Parker 1289-85-20-07000对称唇形密封件(材料：V1289-75)；O形环92可以为Parker 2-441O形环，其Ф为0.275”并且内径为6.975”(材料：VW252-65)；O形环93可以为Parker 2-362O形环，其Ф为0.210”并且内径为6.225”(材料：VW252-65)，但是在不同的实施例中还可以使用其它适当部件和密封构造。管件42还图解地包括冷却流体流动端口94，所述冷却流体流动端口94允许冷却流体被从冷却流体源50供应到扼流圈组件60，如上所述。

现在将关于图15至16描述套筒62的示例性实施方案。如在图15的插图95中所示，薄“衬里”(例如，0.020”厚)可被添加在套筒42的内表面上，所述薄“衬里”包括例如富含80％RS-9树脂的石英片。这种衬里可以例如有利地提供：适于O形环密封的更为顺滑的表面和流体屏障件，以便例如帮助防止在压力条件下液体介质通过复合管的结构壁渗出。然而，不需要在所有实施例中使用这种衬里。如本领域中的技术人员理解的那样，在组装用于定位在井眼中期间，可以将可移除的端部适配器附接到芯轴的端部，以便减小在移除芯轴期间针对套筒42的刮擦。而且，如本领域中的技术人员理解的那样，外部凹部可以限定在套筒62上(图16)，以便允许在定位在井眼内期间利用减小的夹持力保持外部夹具。应当注意的是，除了如图15和16中示出的之外的不同尺寸和特征可以应用在不同实施例中。

现在将参照图17的流程图100描述用于加热其中具有延伸的井眼的地下地层32中的烃源的相关方法。如上所述，这种方法开始于将多个环状扼流圈芯部61定位成围绕传输线38，和将套筒62定位成围绕多个环状扼流圈芯部，并且限定用于多个环状扼流圈芯部的冷却流体路径(方块102-103)。在此，如本领域中的技术人员理解的那样，在方块104处，可以在场外制造多种传输线38和扼流圈组件60的部件并且运输到油井位置，以用于组装和定位在具有RF天线35的井眼中。而且，在方块105处，冷却流体回路可以与冷却流体源50流体连通，在方块106处，可以使用RF源34将RF信号施加到传输线38。如上所述，然后加热的烃源31可以更为轻易地流至同一井眼中的回收管道或者经过分离的收集井眼，以用于抽取到地表。在一些实施例中，供应管道99可以用于将溶剂供应到井眼中，以便进一步帮助烃源抽取，如本领域中的技术人员理解的那样。图17的方法在方块107处图解地结束。

因此，应当理解的是，上述系统和方法用于相对紧凑的共模扼流圈组件60(或者60’)，从而在地下天线系统中用于宽频共模抑制。一般来说，由于地层变化，天线35的阻抗将随着时间改变，并且因此随着时间流逝改变频率和阻抗匹配特征的能力可能导致比单频操作大的回收成功率。扼流圈组件60的宽频性质使得天线能够在宽范围的频率内操作，并且允许天线35在相对大的操作频率范围内以最有效的频率操作，与此同时拒绝共模电流。而且，上述一体式扼流圈液体冷却系统使用扼流圈作为流体冷却的换热器的元件，以便不受典型扼流元件的相对欠佳的各向异性导热率的影响而提供高性能。如上所述，能够以多种方式构造冷却系统，以便唯一地匹配特定天线系统的热需要。而且，针对扼流圈组件的模块方法考虑到在没有使得流动压力过度下降的前提下平衡传热要求的灵活性。

结果，系统30和相关扼流圈组件60可以提供多种操作优势。例如，其可以提供针对天线35的相对高阻抗，以便防止传输线38上的共模电流，从而保持足够高的电压对峙(voltage standoff)。而且，这种构造可以有利地允许移除产生的热量，同时又没有使得流体压力过度下降，以及位于在完井的钻探设备中能够展开的包装件中，使得能够在不受损的前提下“拐弯”。扼流圈组件60的相对紧凑的性质可以提供相对短的长度和更少的接头。而且，扼流圈组件60可以完全在工厂构造并且测试，使得扼流圈组件可以在安装时处于“工厂状态”中，并且这可以有助于防止在集成过程中暴露出高压部件。此外，扼流圈组件60的模块性质允许添加更多的扼流圈段，例如用于更高功率应用。

本领域中的技术人员可以构想具有在前述描述和相关附图中呈现的教导益处的本发明的多种修改方案和其它实施例。因此，应当理解的是，本发明并不旨在局限于公开的具体实施例，并且修改方案和实施例旨在包括在附属权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种与射频(RF)天线相联的扼流圈组件，所述扼流圈组件被定位在地下地层中的井眼内以加热烃源，所述扼流圈组件包括：

传输线，所述传输线被联接在射频天线和射频源之间；

多个环状扼流圈芯部，所述多个环状扼流圈芯部围绕所述传输线；和

套筒，所述套筒围绕所述多个环状扼流圈芯部，并且限定了用于所述多个环状扼流圈芯部的冷却流体路径，以便连接成与冷却流体源流体连通。

2.根据权利要求1所述的扼流圈组件，其中，所述传输线包括共轴传输线，所述共轴传输线也联接成与冷却流体源流体连通。

3.根据权利要求1所述的扼流圈组件，其还包括多块挡板，每块挡板均将相邻的一对环状扼流圈芯部间隔开，以便进一步限定冷却流体路径。

4.根据权利要求3所述的扼流圈组件，其中，每块挡板均包括环状介电体，所述环状介电体具有通过其中的至少一个冷却流体开口。

5.根据权利要求4所述的扼流圈组件，其中，冷却流体开口中的至少一些位于相邻的环状扼流圈的径向外部，并且冷却流体开口中的至少一些位于相邻的环状扼流圈的径向内部。

6.根据权利要求1所述的扼流圈组件，其中，所述多个环状扼流圈芯部包括：第一组环状扼流圈芯部，所述第一组环状扼流圈芯部均具有第一宽度；和第二组环状扼流圈芯部，所述第二组环状扼流圈组件均具有不同于所述第一宽度的第二宽度。

7.根据权利要求1所述的扼流圈组件，其中，所述多个环状扼流圈芯部包括：第一组，所述第一组具有位于相应的相邻环状扼流圈之间的第一间隔；和第二组，所述第二组具有位于相应的相邻环状扼流圈芯部之间的第二间隔，第二间隔与第一间隔不同。

8.一种用于加热地下地层中的烃源的方法，所述地下地层具有在其中延伸的井眼，所述方法包括：

将多个环状扼流圈芯部定位成围绕传输线，和将套筒定位成围绕所述多个环状扼流圈芯部以及限定用于所述多个环状扼流圈芯部的冷却流体路径；

将射频(RF)天线和传输线定位在井眼内，使得传输线与射频天线相联；

将冷却流体路径联接成与冷却流体源流体连通；和

使用射频源将射频信号施加到传输线。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，传输线包括共轴传输线；并且所述方法还包括将共轴传输线联接成与冷却流体源流体连通。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，定位所述多个环状扼流圈芯部还包括将多块挡板定位成围绕传输线，其中，每块挡板与相邻的一对环状扼流圈间隔开，以便进一步限定冷却流体路径。