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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung zur induktiven Heizung einer Ölsandlagerstätte und/oder einer Ölschieferlagerstätte mit einer Leitereinrichtung, welche zumindest bereichsweise in die Ölsandlagerstätte und/oder die Ölschieferlagerstätte einbringbar ist, wobei die Leitereinrichtung einen Innenleiter und einen koaxial zu dem Innenleiter angeordneten Außenleiter aufweist und wobei der Innenleiter und der Außenleiter kapazitiv gekoppelt sind, und mit einem Wechselstromgenerator zum Bereitstellen eines Wechselstroms, welcher mit der Leitereinrichtung elektrisch verbunden ist. Die Erfindung betrifft außerdem eine Anordnung zur Förderung von Schweröl und/oder Bitumen aus einer Ölsandlagerstätte und/oder einer Ölschieferlagerstätte und/oder einer Bitumenlagerstätte und/oder einer Schweröllagerstätte mit einer solchen Heizvorrichtung.
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Das Interesse richtet sich vorliegend auf die Förderung von Schwerölen oder Bitumen aus einem Reservoir einer Ölsandlagerstätte und/oder Ölschieferlagerstätte und/oder einer Bitumenlagerstätte und/oder einer Schweröllagerstätte. Ein in diesem Zusammenhang weit verbreitetes Verfahren ist das sogenannte SAGD-Verfahren (SAGD – Steam Assisted Gravity Drainage). Hierbei wird Wasserdampf, dem ein Lösungsmittel zugesetzt sein kann, unter hohem Druck durch ein innerhalb des Reservoirs horizontal verlaufendes Rohr eingepresst. Hierbei löst sich das Schweröl oder der Bitumen aus dem Ölsand-Ölschiefer- oder Schwerölvorkommen. Durch ein entsprechendes Förderrohr, welches in das Reservoir eingebracht ist, kann das Schweröl oder das Bitumen abtransportiert werden.
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Bei dem SAGD-Verfahren können zudem entsprechende Heizvorrichtungen eingesetzt werden, mit denen das Reservoir aufgeheizt werden kann und somit die Fließfähigkeit des Bitumens und/oder des Öls erheblich erhöht werden kann. Hierzu werden entsprechende Bohrungen in das Reservoir eingebracht, in welche wiederum eine als Leiterschleife ausgebildete Leitereinrichtung der Heizvorrichtung eingebracht wird. Die Leitereinrichtung ist mit einem Wechselstromgenerator elektrisch verbunden, der zur Bestromung der Leitereinrichtung dient. Die mit dem Wechselstrom behaftete Leitereinrichtung erzeugt ein elektromagnetisches Wechselfeld im Reservoir, durch welches Wirbelströme in dem Reservoir erzeugt werden.
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Um die gewünschten Heizleistungsdichten von typisch 1 bis 10 Kilowatt je Meter Länge der Leitereinrichtung zu erreichen, ist es erforderlich – je nach Leitfähigkeit des Reservoirs – Stromstärken von einigen 100 Ampere bei Frequenzen von typisch 20 bis 200 Kilohertz einzuprägen. Zu Kompensation des induktiven Spannungsabfalls entlang der Leitereinrichtung werden üblicherweise Kondensatoren zwischengeschaltet, wodurch ein Serienresonanzkreis entsteht. Dieser Serienresonanzkreis wird bei seiner Resonanzfrequenz betrieben und er stellt an seinen Klemmen eine rein ohmsche Last dar. Ohne diese Serienkondensatoren würde sich der induktive Spannungsabfall entlang der Länge der Leitereinrichtung aufsummieren. Da die Leitereinrichtung beispielsweise eine Länge von einigen hundert Metern aufweisen kann, kann sich der induktive Spannungsabfall auf einige 10 bis 100 Kilovolt aufsummieren. Derartige induktive Spannungsabfälle sind unter anderem bezüglich der Isolation gegen das umliegende Erdreich in dem Reservoir kaum handhabbar. Weiterhin müsste eine Kompensation der Blindleistung an oder in dem Wechselstromgenerator erfolgen.
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Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Verfahren bekannt, um den induktiven Spannungsabfall entlang der Leitereinrichtung zu kompensieren. Beispielsweise können konzentrierte Kapazitäten zur Kompensation der Leitungsinduktivitäten verwendet werden. Weiterhin sind Leitereinrichtungen bekannt, die kapazitiv gekoppelte Filamentgruppen aufweisen, welche in Längsrichtung angeordnet sind. Dabei sind die einzelnen Filamentleiter mit einem entsprechenden Kunststoff, beispielsweise einem Fluorpolymer oder PEEK, voneinander isoliert. Das Problem der kapazitiv kompensierten Induktoren mit kunststoffbasierten Isoliermaterialen bzw. Dielektrika besteht darin, dass diese nur in einem eingeschränkten Betriebstemperaturbereich betrieben werden können. Beispielsweise reduziert sich die Spannungs- und Teilentladungsfestigkeit erheblich, wenn Temperaturen von ca. 150° C erreicht oder überschritten werden. Während bei Schwerölreservoiren eine Temperaturerhöhung von beispielsweise unter 50° C ausreichend sein kann, um die Förderung erheblich zu beschleunigen, sind bei Bitumen-(Ölsand)-Reservoiren in der Regel höhere Temperaturen, beispielsweise Temperaturen größer als 100° C notwendig. Bei Hybridverfahren, beispielsweise einem SAGD-Verfahren, welche durch das induktive Heizen unterstützt werden, muss zudem damit gerechnet werden, dass Dampf vom Injektor die Leitereinrichtung erreicht, so dass Temperaturen über 200° C an der Leitereinrichtung vorliegen können.
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Weiterhin sind aus dem Stand der Technik Leitereinrichtungen bekannt, die einen Innenleiter und einen koaxial zu dem Innenleiter angeordneten Außenleiter aufweisen. Zwischen dem Innenleiter und dem Außenleiter können verteilt eine Mehrzahl von Kondensatoren vorgesehen sein, um den Innenleiter und den Außenleiter kapazitiv zu koppeln. Eine derartige Leitereinrichtung ist beispielsweise in der
DE 10 2007 040 605 B3 beschrieben. Die Verwendung der Kondensatoren bringt allerdings einen erhöhten Arbeitsaufwand und einen erhöhten Materialeinsatz mit sich.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie eine zuverlässigere und kostengünstigere Heizvorrichtung für Ölsandlagerstätten und/oder Ölschieferlagerstätten und/oder Bitumenlagerstätten und/oder Schweröllagerstätten bereitgestellt werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Heizvorrichtung sowie durch eine Anordnung mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Eine erfindungsgemäße Heizvorrichtung dient zum induktiven Heizen einer Ölsandlagerstätte und/oder einer Ölschieferlagerstätte und/oder einer Bitumenlagerstätte und/oder einer Schweröllagerstätte. Die Heizvorrichtung umfasst eine Leitereinrichtung, welche zumindest bereichsweise in die Ölsandlagerstätte und/oder die Ölschieferlagerstätte und/oder die Bitumenlagerstätte und/oder die Schweröllagerstätte einbringbar ist. Die Leitereinrichtung weist einen Innenleiter und einen koaxial zu dem Innenleiter angeordneten Außenleiter auf, wobei der Innenleiter und der Außenleiter kapazitiv gekoppelt sind. Zudem umfasst die Heizeinrichtung einen Wechselstromgenerator zum Bereitstellen eines Wechselstroms, welcher mit der Leitereinrichtung elektrisch verbunden ist. In einem Zwischenraum zwischen dem Innenleiter und dem Außenleiter ist ein dielektrisches Fluid eingebracht. Dabei sind der Innenleiter und der Außenleiter im Wesentlichen, insbesondere ausschließlich, über das dielektrische Fluid kapazitiv gekoppelt.
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Die Heizvorrichtung kann bei einem SAGD-Verfahren eingesetzt werden, um ein entsprechendes Reservoir in einer Ölsandlagerstätte und/oder einer Ölschieferlagerstätte und/oder einer Bitumenlagerstätte und/oder einer Schweröllagerstätte zu heizen. Die Heizvorrichtung weist eine Leitereinrichtung auf, welche insbesondere als Leiterschleife ausgebildet ist. Die Leiterschleife kann beispielsweise eine Länge von mehreren hundert Metern aufweisen. Die Heizvorrichtung weist zudem einen Wechselstromgenerator auf, welcher elektrisch mit der Leitereinrichtung verbunden ist. Insbesondere kann der Wechselstromgenerator bzw. Wechselspannungsgenerator mit einem ersten und einem zweiten Ende der Leitereinrichtung elektrisch verbunden sein. Somit kann in die Leiterschleife ein Wechselstrom eingeprägt werden. Dies hat zur Folge, dass in dem Reservoir Wirbelströme eingeprägt werden, welche das Reservoir wiederum erhitzen.
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Vorliegend ist die Leitereinrichtung als Koaxialleiter ausgebildet. Das heißt sie weist einen Innenleiter und einen den Innenleiter umgebenden Außenleiter auf. In einem Zwischenraum zwischen dem Innenleiter und dem Außenleiter ist zumindest bereichsweise eine dielektrisches Fluid eingebracht. Dabei wird der Zwischenraum zwischen dem Innenleiter und dem Außenleiter insbesondere hermetisch dicht ausgebildet, so dass das dielektrische Fluid nicht aus der Leitereinrichtung austreten kann und dass keine Stoffe in den Zwischenraum zwischen dem Innenleiter und dem Außenleiter eindringen können.
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Das dielektrische Fluid ist insbesondere derart ausgebildet, dass es eine hohe Spannungsfestigkeit aufweist. Somit kann auf die Verwendung von mehreren Kondensatoren, die zwischen den Innenleiter und den Außenleiter geschaltet sind, verzichtet werden. Somit können Kosten bei der Fertigung reduziert werden. Vorteilhaft ist außerdem, dass der benötigte Kapazitätsbelag sehr viel geringer sein kann als bei den bisher betrachteten Kabel- und Rohr-Induktoren, was die Voraussetzung für das Erreichen einer hohen Spannungsfestigkeit bei vertretbaren Abmessungen ist. Zudem ist durch das dielektrische Fluid die Spannungsfestigkeit über die komplette Länge der Leitereinrichtung gewährleistet.
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Bevorzugt ist das Fluid ein Gas, welches insbesondere Stickstoff und/oder Schwefelhexafluorid umfasst. Das Gas, welches als Dielektrikum dient, kann Stickstoff, Schwefelhexafluorid oder ein Gemisch aus Stickstoff und Schwefelhexafluorid umfassen. Alternativ dazu können klimaneutrale Gasmischungen als das Fluid verwendet werden.
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Bevorzugt ist ein Gas oder Gasgemisch, welches wenigstens einen Stoff aus der Stoffgruppe der Siloxane umfasst. Besonders bevorzugt weist das Gas oder Gasgemisch molekularen Stickstoff sowie wenigstens eine weitere Gaskomponente aus der Stoffgruppe der Siloxane auf.
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Gemäß der Kombination bzw. Vermischung von beispielsweise molekularem Stickstoff und Siloxanen zu einem Gas, ergibt sich ein Gas, das eine sehr hohe Durchschlagsfestigkeit besitzt. Vorteilhaft ist, dass molekularer Stickstoff chemisch reaktionsarm ist. Vorteilhafterweise sind Siloxane keine bekannten Treibhausgase (klimaneutral) und soweit bekannt ist die Mehrzahl der Siloxane unbedenklich für den Menschen. Hierbei ist es vorteilhaft, dass Siloxane kostengünstig herzustellen sind.
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Wenn ein Gas als das dielektrische Fluid verwendet wird, bringt dies den Vorteil mit sich, dass dieses üblicherweise für hohe Temperaturen, beispielsweise Temperaturen größer als 300° C, geeignet ist. Demgegenüber können Dielektrika bzw. Isolierwegstoffe, wie sie beispielsweise bei Kabelinduktoren verwendet werden, kaum dauerhaft über 200° C betrieben werden. Ein weiterer Vorteil eines gasförmigen Dielektrikums ist, dass sich selbst im Falle eines Durchschlags zwischen dem Außenleiter und dem Innenleiter keiner Zerstörung der Leitereinrichtung stattfindet. Zudem kann das gasförmige Dielektrikum im Bedarfsfall auch einfach ausgetauscht werden.
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In einer weiteren Ausführungsform ist das Fluid eine Flüssigkeit, insbesondere ein Silikonöl. Das dielektrische Fluid kann auch ein Synthetiköl sein. Die Verwendung eines Silikonöls oder eines Synthetiköls weist den Vorteil auf, dass dieses auch bei hohen Temperaturen, beispielsweise bei Temperaturen über 300° C, als Dielektrikum genutzt werden kann. Zudem weist die Verwendung einer Flüssigkeit als Dielektrikum den Vorteil auf, dass die Flüssigkeit aufgrund ihres spezifischen Gewichts einen hydrostatischen Druck aufbaut, der etwa dem des umgebenden Erdreichs entspricht. Das bedeutet, dass der Außenleiter durch den Innendruck der Flüssigkeit gestützt werden kann. Damit könnte die Wandstärke des Außenleiters auf das Maß reduziert werden, das für die Stromtragfähigkeit benötigt wird. Der Außenleiter müsste aber keine derartige Wandstärke aufweisen, mit dem der vollständige mechanische Druck des Erdreichs aufgenommen werden kann. Auch bei einer Flüssigkeit als Dielektrikum ergibt sich der Vorteil, dass dieses einfach ausgetauscht werden kann.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Heizvorrichtung zumindest ein Abstützelement zum Abstützen des Innenleiters gegenüber dem Außenleiter aufweist. Zwischen dem Innenleiter und dem Außenleiter kann beispielsweise eine Mehrzahl von Abstützelementen angeordnet sein. Diese Abstützelemente können insbesondere entlang der Umfangsrichtung des Außenleiters bzw. des Innenleiters gleichmäßig verteilt angeordnet sein. Somit kann garantiert werden, dass der Innenleiter bezüglich des Außenleiters zentriert angeordnet ist. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass ein Überschlag zwischen dem Außenleiter und dem Innenleiter stattfindet. Zudem kann das zumindest ein Abstützelement dazu beitragen, dass unabhängig von der Einbaulage in dem Reservoir das Gewicht des Innenleiters zuverlässig abgestützt werden kann.
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In einer weiteren Ausführungsform weist die Heizvorrichtung eine Pumpeneinrichtung zum Fördern und/oder Ersetzen des Fluids auf. Mit der Pumpeneinrichtung kann das Fluid also in dem Zwischenraum zwischen dem Innenleiter und dem Außenleiter bewegt werden. Auf diese Weise kann das Fluid in dem Zwischenraum entsprechend umgewälzt werden. Durch die Bewegung des Fluids kann auch eine Kühlung des Innenleiters gewährleistet werden.
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In einer weiteren Ausführungsform ist der Wechselstromgenerator an einem ersten Ende der Leitereinrichtung mit dem Außenleiter und einem zweiten Ende der Leitereinrichtung mit dem Innenleiter elektrisch verbunden. Bei dieser Ausführungsform weist weder der Außenleiter noch der Innenleiter eine Unterbrechung auf. Somit bildet in diesem Fall die komplette Leitereinrichtung eine Resonanzlänge. Ferner liegt hier keine Unterbrechung der Leitereinrichtung im Erdreich vor.
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In einer weiteren Ausführungsform ist der Wechselstromgenerator an einem ersten Ende der Leitereinrichtung mit dem Innenleiter und an einem zweiten Ende der Leitereinrichtung mit dem Innenleiter elektrisch verbunden, wobei der Innenleiter zumindest zwei Teilinnenleiter aufweist, welche galvanisch getrennt sind. In diesem Fall weist der Innenleiter zumindest eine Unterbrechung auf. Wenn der Innenleiter beispielsweise aus zwei galvanisch getrennten Teilinnenleitern besteht, bilden sich somit zwei Resonanzlängen aus. Der Vorteil hierbei ist, dass sich die Kapazitäten reduzieren. Der Außenleiter dient zur elektrischen Feldsteuerung und als Behälter für das Dielektrikum. Zudem dient er dazu, im Wechsel mit dem Innenleiter den Strom zu tragen. Das heißt die Summe der Ströme von Innen- und Außenleiter bilden den Gesamtstrom, wobei der Innenleiter an den Unterbrechungsstellen keinen Strom trägt und der Außenleiter jeweils den gesamten Strom tragen muss.
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In einer weiteren Ausgestaltung weist der Außenleiter zumindest zwei Teilaußenleiter auf, welche galvanisch getrennt sind. Hierbei kann es auch vorgesehen sein, dass der Außenleiter eine Unterbrechung aufweist. Auch hiermit können die Kapazitäten entlang der Leitereinrichtung reduziert werden.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Heizvorrichtung ein elektrisch isolierendes Hüllelement aufweist, welches den Außenleiter zumindest bereichsweise umgibt. Insbesondere umgibt das Hüllelement den Bereich des Außenleiters, welcher in die Ölsandlagerstätte und/oder die Ölschieferlagerstätte und/oder die Bitumenlagerstätte und/oder die Schweröllagerstätte eingebracht wird. Das Hüllelement dient dazu, den Außenleiter gegenüber dem umgebenden Erdreich, also dem Ölsand und dem Ölschiefer, elektrisch zu isolieren. Die Hülleinrichtung kann beispielsweise als Kunststoffummantelung ausgebildet sein. Weiterhin kann das Hüllelement aus mehreren Schichten bestehen. Beispielsweise kann das Hüllelement zumindest eine Lage Glimmerpapier umfassen. Weiterhin kann das Hüllelement aus Beton, aus Perlit oder als Schaumglas gebildet sein. Das Hüllelement kann zudem dazu dienen, den Außenleiter vor Korrosion zu schützten. Dies ist insbesondere sinnvoll, da das Reservoir eine chemisch aggressive Umgebung bereitstellen kann.
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Eine erfindungsgemäße Anordnung zur Förderung von Schweröl und/oder Bitumen aus einer Ölsandlagerstätte und/oder einer Schieferlagerstätte und/oder einer Bitumenlagerstätte und/oder einer Schweröllagerstätte umfasst eine erfindungsgemäße Heizvorrichtung. Zudem umfasst die Anordnung ein Förderrohr zum Fördern des durch die Heizvorrichtung verflüssigten Schweröls und/oder Bitumen. Die Anordnung kann zudem ein entsprechendes Rohr aufweisen, durch welches Wasserdampf, der mit einem Lösungsmittel versetzt sein kann, in das Reservoir eingebracht werden kann.
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Die zuvor im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung beschriebenen Vorteile und Weiterbildungen gelten entsprechend für die erfindungsgemäße Anordnung.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 eine Heizvorrichtung zum induktiven Heizen von Ölsandlagerstätten und/oder Ölschieferlagerstätten und/oder Bitumenlagerstätten und/oder Schweröllagerstätten, wobei die Heizvorrichtung eine Leitereinrichtung mit einem Außenleiter und einem Innenleiter aufweist;
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2 die Heizvorrichtung gemäß 1 in einer weiteren Ausführungsform, wobei der Innenleiter eine Unterbrechung aufweist;
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3 die Heizvorrichtung gemäß 1, wobei der Innenleiter und der Außenleiter Unterbrechungen aufweisen; und
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4 die Leitereinrichtung in einer geschnittenen Seitenansicht.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Heizvorrichtung 1 zur induktiven Heizung einer Ölsandlagerstätte und/oder einer Ölschieferlagerstätte und/oder einer Bitumenlagerstätte und/oder einer Schweröllagerstätte. Die Heizvorrichtung 1 kann für eine Anordnung zur Förderung von Schweröl und/oder Bitumen aus diesen Ölsandlagerstätten und/oder Ölschieferlagerstätten und/oder Bitumenlagerstätte und/oder Schweröllagerstätte dienen. Bei diesen Anordnungen wird üblicherweise gemäß dem SAGD-Verfahren mittels eines entsprechenden Rohrs, das in ein Reservoir der Ölsandlagerstätte und/oder der Ölschieferlagerstätte und/oder der Bitumenlagerstätte und/oder der Schweröllagerstätte eingebracht ist, Wasserdampf zusammen mit Lösungsmittel eingebracht. Dies bewirkt, dass sich das Schweröl oder Bitumen aus dem Sand oder dem Gestein herauslösen und somit mittels eines entsprechenden Förderrohrs abtransportiert werden kann. Mittels der Heizvorrichtung 1 kann das Reservoir zusätzlich erwärmt werden.
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Die Heizvorrichtung 1 umfasst eine Leitereinrichtung 2, die vorliegend als Leiterschleife ausgebildet ist. Die Leitereinrichtung 2 weist einen Innenleiter 3 und einen Außenleiter 4 auf. Der Außenleiter 4 und der Innenleiter 3 können beispielsweise aus Aluminium gefertigt sein. Der Innenleiter 3 und der Außenleiter 4 bilden zusammen einen Koaxialleiter. Die Länge der Leitereinrichtung 2 kann beispielsweise mehrere hundert Meter betragen. Der Durchmesser des Außenleiters kann beispielsweise zwischen 15 und 50 Zentimetern betragen.
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In einem Zwischenraum 5 zwischen dem Innenleiter 3 und dem Außenleiter 4 ist ein dielektrisches Fluid angeordnet. Das dielektrische Fluid dient einerseits zur elektrischen Isolierung zwischen dem Innenleiter 3 und dem Außenleiter 4. Andererseits dient das dielektrische Fluid zur kapazitiven Kopplung des Innenleiters 3 und des Außenleiters 4. Der Außenleiter 4 bzw. die Verbindung zwischen dem Innenleiter 3 und dem Außenleiter 4 ist bevorzugt hermetisch dicht ausgebildet. Das dielektrische Fluid kann ein Gas sein. Dieses Gas kann beispielsweise Stickstoff und/oder Schwefelhexafluorid umfassen. In einer alternativen Ausführungsform ist das dielektrische Fluid eine Flüssigkeit. Eine solche Flüssigkeit kann beispielsweise ein Silikonöl oder ein Synthetiköl sein. Das dielektrische Fluid dient alleine zum kapazitiven Koppeln zwischen dem Innenleiter 3 und dem Außenleiter 4. Es sind also insbesondere keine Kondensatoren als Bauteile zwischen den Innenleiter 3 und den Außenleiter 4 geschaltet.
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Zudem weist die Heizvorrichtung 1 einen Wechselstromgenerator 6 auf. Der Wechselstromgenerator 6 ist an einem ersten Ende 7 elektrisch mit dem Innenleiter 3 der Leitereinrichtung 2 verbunden. An einem zweiten Ende 8 der Leitereinrichtung 2 ist der Wechselstromgenerator 6 mit dem Außenleiter 4 elektrisch verbunden. In diesem Fall dienen also sowohl der Außenleiter 4 als auch der Innenleiter 3 zum Stromtransport. Vorliegend wird der Wechselstrom von dem Innenleiter 3 entlang der Länge der Leitereinrichtung 2 auf den Außenleiter 4 übertragen. In diesem Ausführungsbeispiel weisen weder der Innenleiter 3 noch der Außenleiter 4 eine Unterbrechung auf. Somit bildet die gesamte Leitereinrichtung 2 bzw. die Leiterschleife eine Resonanzlänge.
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2 zeigt eine Heizvorrichtung 1 in einer weiteren Ausführungsform. In diesem Ausführungsbeispiel weist der Innenleiter 3 zwei Teilinnenleiter 9 auf, die galvanisch voneinander getrennt sind. Zudem ist der Wechselstromgenerator 6 an dem ersten Ende 7 und an dem zweiten Ende 8 der Leitereinrichtung 2 jeweils mit dem Innenleiter 3 bzw. dem jeweiligen Teilinnenleiter 9 elektrisch verbunden. Dort wird der Wechselstrom entlang der Länge der Leitereinrichtung vom ersten Teilinnenleiter 9 auf den Außenleiter 4 und von dem Außenleiter 4 wieder auf den zweiten Teilinnenleiter 9 übertragen. Durch die Unterbrechung des Innenleiters 3 wird die Anforderung der Spannungsfestigkeit an die Kapazität verringert auf das Maß, das dem induktiven Spannungsabfalls des Teilleiters entspricht.
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3 zeigt die Leitereinrichtung 2 in einer weiteren Ausführungsform. Hier weist der Innenleiter 3 zwei Unterbrechungen auf. Der Innenleiter 3 weist also drei galvanisch voneinander getrennte Teilinnenleiter 9 auf. Zudem ist hier der Außenleiter 4 galvanisch getrennt. Es liegen also zwei galvanisch voneinander getrennte Teilaußenleiter 10 vor. Auch hier ist der Wechselstromgenerator 6 an dem ersten Ende 7 und an dem zweiten Ende 8 der Leitereinrichtung 2 jeweils mit dem Innenleiter 3 bzw. dem entsprechenden Teilinnenleiter 9 verbunden. Hier wird der Wechselstrom ausgehend von dem ersten Teilinnenleiter 9 zu dem ersten Teilaußenleiter 10, dann zu dem zweiten Teilinnenleiter 9, von dort zu dem zweiten Teilaußenleiter 10 und schließlich zu dem dritten Teilinnenleiter 9 kapazitiv übertragen.
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4 zeigt die Leitereinrichtung 2 in einer geschnittenen Seitenansicht. Hierbei sind der Innenleiter 3 und der Außenleiter 4 zu erkennen, die konzentrisch zueinander angeordnet sind. Zwischen dem Innenleiter 3 und dem Außenleiter 4 ist zumindest ein Abstützelement 11 vorgesehen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind drei Abstützelemente 11 vorgesehen, die entlang der Umfangsrichtung des Innenleiters 3 bzw. des Außenleiters 4 gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Die Abstützelemente 11 können beispielsweise aus Keramik gebildet sein. Die Abstützelemente 11 dienen dazu, den Innenleiter 3 konzentrisch innerhalb des Außenleiters 4 zu halten.
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Zudem umfasst die Leitereinrichtung 2 ein Hüllelement 12, welches den Außenleiter 4 umgibt. Das Hüllelement 12 ist insbesondere elektrisch isolierend ausgebildet und dient dazu, den Außenleiter 4 elektrisch gegenüber dem Erdreich bzw. der Ölsandlagerstätte und/oder der Ölschieferlagerstätte und/oder der Bitumenlagerstätte und/oder der Schweröllagerstätte zu isolieren. Zudem kann das Hüllelement 12 als Korrosionsschutz dienen. Das Hüllelement 12 kann beispielsweise aus einem Kunststoff gebildet sein.
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Die Heizvorrichtung 1, welche die Leitereinrichtung 2 mit dielektrischem Fluid aufweist, zeichnet sich dadurch aus, dass der induktive Spannungsabfall entlang der Leitereinrichtung 2 durch das dielektrische Fluid kompensiert werden kann. Zudem kann das dielektrische Fluid eine hohe Spannungsfestigkeit bereitstellen, welche mit anderen Kondensatoraufbauten schwerer zu erreichen ist.
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Ferner ist das Dielektrikum bzw. das Fluid insbesondere Isoliergase temperaturunempfindlich. Auf diese Weise kann insgesamt eine kostengünstige Heizvorrichtung 1 bereitgestellt werden, welche zudem zuverlässiger betrieben werden kann, da das fluide Dielektrikum ersetzt werden kann obgleich die Leiteranordnung selbst im Erdreich verbleibt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007040605 B3 [0006]
