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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung zur induktiven Heizung einer Kohlenwasserstofflagerstätte mit einer Leitereinrichtung, welche zumindest bereichsweise in die Kohlenwasserstofflagerstätte einbringbar ist, wobei die Leitereinrichtung eine Mehrzahl von Filamentleitern aufweist, welche kapazitiv gekoppelt sind, wobei jeder der Filamentleiter eine Mehrzahl von Einzelleitern aufweist, welche in axialer Richtung der Leitereinrichtung hintereinander angeordnet sind und jeweils mittels einer Trenneinrichtung elektrisch voneinander getrennt sind. Die Erfindung betrifft außerdem eine Anordnung zur Förderung von Kohlenwasserstoff aus einer Kohlenwasserstofflagerstätte mit einer solchen Heizvorrichtung. Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Förderung von Kohlenwasserstoff aus einer Kohlenwasserstofflagerstätte.
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Das Interesse richtet sich vorliegend auf die Förderung von Kohlenwasserstoffen aus einer Kohlenwasserstofflagerstätte. Aus der Kohlenwasserstofflagerstätte kann ein Kohlenwasserstoff, wie beispielsweise ein Gas, ein konventionelles Öl, Schweröl, ein extra schweres Öl, ein Ölsand und/oder Bitumen, gefördert werden. Die Kohlenwasserstofflagerstätte kann beispielsweise eine Lagerstätte für konventionelles Öl, eine Ölsandlagerstätte, eine Ölschieferlagerstätte, eine Schweröllagerstätte und/oder eine Bitumenlagerstätte sein. Ein in diesem Zusammenhang weit verbreitetes Verfahren zur Förderung von Schweröl und/oder Bitumen 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 der Kohlenwasserstofflagerstätte horizontal verlaufendes Rohr eingepresst. Hierbei löst sich das Schweröl oder der Bitumen aus dem Ölsand- oder Ölschiefervorkommen. Durch ein entsprechendes Förderrohr, welches in die Kohlenwasserstofflagerstätte 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 die Kohlenwasserstofflagerstätte aufgeheizt werden kann und somit die Fließfähigkeit des Bitumens und/oder des Öls erheblich erhöht werden kann. Hierzu werden entsprechende Bohrungen in die Kohlenwasserstofflagerstätte 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 in der Kohlenwasserstofflagerstätte, durch welches Wirbelströme in der Kohlenwasserstofflagerstätte erzeugt werden.
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Um die gewünschte Heizleistungsdichte von typisch 1 bis 10 Kilowatt je Meter Länge der Leitereinrichtung zu erreichen, ist es erforderlich – je nach Leitfähigkeit der Kohlenwasserstofflagerstätte –, Stromstärken von einigen 100 Ampere bei Frequenzen von typisch 20 bis 200 Kilohertz einzubringen. Zur Kompensation des induktiven Spannungsabfalls entlang der Leitereinrichtung werden üblicherweise Kondensatoren zwischengeschaltet, wodurch ein Serienresonanzschwingkreis entsteht. Dieser Serienresonanzschwingkreis 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 100 Metern aufweisen kann, kann sich der induktive Spannungsabfall auf einige 10 bis 100 Kilovolt aufsummieren.
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Bei den Heizvorrichtungen ist ein kontinuierlicher Betrieb über 10 bis 20 Jahre angestrebt, ohne an der Heizvorrichtung und insbesondere an der Leitereinrichtung Wartungsarbeiten durchführen zu können, da diese tief in die Lagerstätte eingebracht und daher nicht zugänglich sind. Daraus resultieren besonders hohe Anforderungen an die Zuverlässigkeit der Leitereinrichtung. Dies betrifft zum einen die elektrische Isolation zum Erdreich und zum anderen die Kondensatoren zur Blindleistungskompensation. Da es sich um eine Reihenschaltung handelt, würde bei einem Ausfall eines Kondensators in Abhängigkeit vom Fehlerfall die komplette Leitereinrichtung funktionsuntüchtig werden.
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Die Leitereinrichtungen können beispielsweise kabelähnlich aus einer Mehrzahl von elektrisch isolierten Leitersträngen hergestellt werden (Kabelinduktor) oder aus rohrförmigen Abschnitten, die von konzentrierten Kapazitäten unterbrochen werden (Rohrinduktor). Bei Kabelinduktoren, die aus mehreren isolierten Leitersträngen beziehungsweise aus mehreren Koaxialkabeln aufgebaut sind, wird der Kapazitätsbelag benachbarter Leiterstränge zur Blindleistungskompensation genutzt. Dabei weist jeder der Leiterstränge eine Mehrzahl von Einzelleitern auf, die entlang der axialen Richtung des Leiterstrangs hintereinander angeordnet sind. Eine derartige Leitereinrichtung wird auch als Multifilamentinduktor bezeichnet. Eine Einzelkapazität ergibt sich aus einem Kabelabschnitt definierter Länge, der durch Unterbrechungen begrenzt wird. Ein Problem, das insbesondere bei Multifilamentinduktoren auftritt, ist, dass die Unterbrechungsstellen der Einzelleiter, an denen diese voneinander elektrisch getrennt sind, eine axiale Verschiebung zueinander aufweisen. Diese axiale Verschiebung der Einzeldrahtunterbrechungen ist beim Herstellungsprozess praktisch nicht vermeidbar. Zudem ist diese axiale Verschiebung teilweise erwünscht, um eine Aufdickung der Leitereinrichtung zu vermeiden, da die hintereinander angeordneten Einzeldrähte üblicherweise mit Muffen zusammengeführt sind und diese Muffen einen größeren Außendurchmesser als der Einzeldraht aufweisen.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie eine zuverlässigere Heizvorrichtung für Kohlenwasserstofflagerstätten bereitgestellt werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Heizvorrichtung, durch eine Anordnung sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
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Eine erfindungsgemäße Heizvorrichtung dient zum induktiven Heizen einer Kohlenwasserstofflagerstätte. Die Heizvorrichtung umfasst eine Leitereinrichtung, welche zumindest bereichsweise in die Kohlenwasserstofflagerstätte einbringbar ist. Die Leitereinrichtung weist eine Mehrzahl von Filamentleitern auf, welche kapazitiv gekoppelt sind. Jeder der Filamentleiter weist eine Mehrzahl von Einzelleitern auf, welche in axialer Richtung der Leitereinrichtung hintereinander angeordnet sind und welche jeweils mittels einer Trenneinrichtung elektrisch voneinander getrennt sind. Dabei weist die Trenneinrichtung eine Länge in axialer Richtung der Leitereinrichtung auf, wobei die Länge größer als ein maximaler Versatz zwischen zwei zueinander korrespondierenden Einzelleitern der Filamentleiter in axialer Richtung ist.
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Die Heizvorrichtung kann dazu verwendet werden, um einen Kohlenwasserstoff in einer Kohlenwasserstofflagerstätte zu heizen. Eine solche Kohlenwasserstofflagerstätte kann beispielsweise eine Lagerstätte für konventionelles Öl, eine Ölsandlagerstätte, einer Ölschieferlagerstätte, eine Schweröllagerstätte und/oder eine Bitumenlagerstätte sein. Der Kohlenwasserstoff kann ein Gas, ein konventionelles Öl, ein Schweröl, ein extra schweres Öl, ein Ölsand und/oder Bitumen sein. Das Schweröl weist eine dynamische Viskosität zwischen 10 und 100 cP und einen API-Grad zwischen 18 und 25 auf. Dabei entsprechen 1000 cP (Centipoise) 1 kg/ms. Der API-Grad (American-Petroleum-Institute-Grad) beschreibt die relative Dichte des Öls bezogen auf Wasser. Das extra schwere Öl weist eine dynamische Viskosität bis zu 10000 cP und einen API-Grad unter 20 auf. Ölsand und Bitumen weisen eine dynamische Viskosität größer als 10000 cP und einen API-Grad in einem Bereich zwischen 7 und 9 auf. Konventionelles Öl weist dabei einen API-Grad zwischen 25 und ca. 56 auf. Hierbei ist zu beachten, dass der API-Grad oberirdisch gemessen wird, wenn das Erdölbegleitgas entfernt ist. Die angegebene Viskosität gilt für das Öl in der Lagerstätte. Daher kann sich die Viskosität des konventionellen Öls und des Schweröls überlappen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Heizvorrichtung mit einem SAGD-Verfahren verwendet werden, bei dem Dampf mittels eines Rohrs bzw. Dampfinjektors in die Kohlenwasserstofflagerstätte eingebracht wird. Mit dem SAGD-Verfahren kann Schweröl und/oder Bitumen gefördert werden. Hier wird die Kohlenwasserstofflagerstätte bzw. das Reservoir zusätzlich durch den Dampf erwärmt. Die Heizvorrichtung kann auch alleine in einer Kohlenwasserstofflagerstätte eingesetzt werden, ohne dass Dampf in die Lagerstätte eingebracht wird. Die Heizvorrichtung weist eine Leitereinrichtung auf, welche insbesondere als Leiterschleife ausgebildet ist. Die Leitereinrichtung kann beispielsweise eine Länge von mehreren 100 Metern aufweisen. In die Leitereinrichtung kann ein Wechselstrom mittels eines Wechselstromgenerators eingeprägt werden. Dies hat zur Folge, dass in der Kohlenwasserstofflagerstätte Wirbelströme entstehen, welche die Lagerstätte wiederum erhitzen. Somit kann der Kohlenwasserstoff, der sich in der Kohlenwasserstofflagerstätte befindet, gefördert werden.
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Die Leitereinrichtung weist eine Mehrzahl von Filamentleitern auf. Die einzelnen Filamentleiter können nebeneinander angeordnet sein, wobei die jeweiligen Filamentleiter zueinander elektrisch isoliert sind. Beispielsweise können die jeweiligen Filamentleiter eine Kunststoffisolierung, die beispielsweise aus einem Fluorpolymer oder PEEK gebildet ist, aufweisen. Die Kunststoffisolierung stellt ein Dielektrikum zwischen den einzelnen Filamentleitern dar. Jeder der Filamentleiter weist eine Mehrzahl von Einzelleitern auf, die in axialer Richtung der Leitereinrichtung beziehungsweise in der Haupterstreckungsrichtung der Leitereinrichtung hintereinander angeordnet sind. Dabei sind benachbarte Einzelleiter, die hintereinander angeordnet sind, jeweils mittels einer Trenneinrichtung elektrisch voneinander getrennt. Die Leitereinrichtung kann auch als Multifilamentinduktor bezeichnet werden.
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Infolge des Herstellungsprozesses der Leitereinrichtung wiesen die jeweiligen Trenneinrichtungen zueinander korrespondierender Filamentleiter einen axialen Versatz zueinander auf. Innerhalb dieses Abschnitts mit axialer Verschiebung der Unterbrechungsstellen der Einzelleiter treten zwischen benachbarten Filamentleitern teilweise elektrische Spannungen auf, die doppelt so hoch sind, wie in anderen Bereichen zwischen benachbarten Filamentleitern. Um die Spannungsüberhöhung im Bereich dieser axialen Verschiebung zu vermeiden, weist die Trenneinrichtung eine derartige Länge in axialer Richtung auf, die größer ist als ein jeweiliger maximaler Versatz zwischen zueinander korrespondierenden Einzelleitern der Filamentleiter. Somit kann zuverlässig verhindert werden, dass im Bereich der axialen Verschiebung zwischen den korrespondierenden Einzelleitern und Filamentleitern eine erhöhte Spannung auftritt und somit die Leitereinrichtung beschädigt wird.
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Bevorzugt weist die Leitereinrichtung eine Mehrzahl von ersten Filamentleitern und eine Mehrzahl von zweiten Filamentleitern auf, wobei die Einzelleiter des ersten Filamentleiters zu den Einzelleitern des zweiten Filamentleiters um eine Resonanzlänge in axialer Richtung versetzt zueinander angeordnet sind. Die Resonanzlänge kann beispielsweise so gewählt werden, dass sie der Hälfte der Länge der jeweiligen Einzelleiter in axialer Richtung entspricht. Mit anderen Worten sind die ersten Filamentleiter und die zweite Filamentleiter jeweils um die Resonanzlänge zueinander versetzt angeordnet. Die Resonanzlänge beschreibt jeweils den Bereich, in dem zwischen benachbarten Einzelleitern der Filamentleiter Verschiebungsströme durch das Dielektrikum stattfinden. Die Resonanz- und damit die Betriebsfrequenz kann mittels der Resonanzlänge festgelegt werden. Die Resonanzlänge legt bei gegebener Schleifenlänge die Anzahl und den Wert der in Reihenschaltung angeordneten Kondensatorabschnitte fest. Der Kapazitätswert eines Kondensatorabschnitts berechnet sich aus Resonanzlänge multipliziert mit dem Kapazitätsbelag. Die zu kompensierende Leiterschleifeninduktivität wird maßgeblich von der Schleifengeometrie festgelegt. Die Trenneinrichtung stellt einen zusätzlichen Abschnitt dar, der praktisch keinen Beitrag zur Kapazität liefert.
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In einer Ausführungsform ist die Länge der Trenneinrichtung größer als ein maximaler Versatz zwischen den Einzelleitern der ersten Filamentleiter in axialer Richtung oder als ein maximaler Versatz zwischen den Einzelleitern der zweiten Filamentleiter in axialer Richtung. Die Einzelleiter der ersten Filamentleiter stellen zueinander korrespondierende Einzelleiter dar. Zudem stellen die Einzelleiter der zweiten Filamentleiter zueinander korrespondierende Einzelleiter dar. Die Länge der Trenneinrichtung ist dabei größer gewählt als ein axialer Versatz der Unterbrechungsstelle zueinander korrespondierender Einzelleiter der ersten Filamentleiter oder der zweiten Filamentleiter.
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Bevorzugt weist die Trenneinrichtung eine Länge zwischen 0,5 Meter und 3 Meter, insbesondere zwischen 1 Meter und 2 Meter, auf. Die jeweiligen Einzelleiter können beispielsweise eine Länge von 50 Metern aufweisen. Dabei kann die Länge der jeweiligen Einzelleiter dem zweifachen der Resonanzlänge entsprechen. Hierbei werden jeweils zwei der Einzelleiter mit der Trenneinrichtung mechanisch zu dem Filamentleiter verbunden. Die jeweiligen Filamentleiter werden auf entsprechende Trommeln aufgewickelt und anschließend zur Herstellung der Leitereinrichtung wieder abgewickelt. Hierbei hat sich gezeigt, dass die axialen Verschiebungen zwischen zueinander korrespondierenden Einzelleitern beziehungsweise zu zueinander korrespondierenden Trenneinrichtungen üblicherweise kleiner als 0,5 Meter sein können. Wenn die Trenneinrichtung bevorzugt eine Länge zwischen 1 und 2 Metern aufweist, kann sichergestellt werden, dass überhöhte Spannungen zwischen den Einzelleitern vermieden werden.
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Bevorzugt weist die Trenneinrichtung zwei Muffen auf, die jeweils mit einem Einzelleiter verbunden sind, und ein Verbindungselement, das zwischen den zwei Muffen angeordnet ist. Die jeweiligen Muffen können an die Enden der Einzelleiter angeordnet werden. Zwischen den beiden Muffen ist ein Verbindungselement angeordnet. Somit weist die Trenneinrichtung im Vergleich zu bekannten Trenneinrichtungen zwei Muffen beziehungsweise zwei Einzeldrahtunterbrechungen auf, wobei die zwei Muffen mit dem Verbindungselement verbunden sind. Somit kann auf einfache Weise eine Trenneinrichtung bereitgestellt werden.
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Bevorzugt ist das Verbindungselement elastisch verformbar ausgebildet. Die Trenneinrichtung verbindet die Einzelleiter, die in axialer Richtung hintereinander angeordnet sind, mechanisch miteinander. Das Verbindungselement ist dabei bevorzugt elastisch verformbar beziehungsweise flexibel ausgestaltet. Somit kann ein einfacher Herstellungsprozess der Leitereinrichtung ermöglicht werden, bei dem die Filamentleiter auf entsprechende Trommeln aufgewickelt werden. Zudem kann die Leitereinrichtung insbesondere flexibel ausgebildet sein und somit in die Bohrung der Kohlenwasserstofflagerstätte eingebracht werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Verbindungselement aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet, und die zwei Muffen sind aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet. Das Verbindungselement kann beispielsweise elektrisch hoch leitfähig sein oder gering leitfähig sein. Beispielsweise kann das Verbindungselement aus einem Metall gebildet sein. Dabei kann das Verbindungselement aus dem gleichen Material gebildet sein, aus dem auch die Einzeldrähte gebildet sind. In diesem Fall sind die zwei Muffen aus einem elektrisch isolierenden Material, beispielsweise einem Kunststoff, gebildet, um die elektrische Trennung zwischen hintereinander angeordneten Einzelleitern zu garantieren.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Verbindungselement aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet. Beispielsweise kann das elektrische Verbindungselement aus einem Kunststoff, beispielsweise Kevlar, gebildet sein. In diesem Fall können die Muffen aus einem Metall gebildet sein.
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Bevorzugt weist die Heizvorrichtung einen Wechselstromgenerator zum Bereitstellen eines Wechselstroms, welcher mit der Leitereinrichtung elektrisch verbunden ist, auf.
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Eine erfindungsgemäße Anordnung zur Förderung von Kohlenwasserstoff aus einer Kohlenwasserstofflagerstätte, umfasst eine erfindungsgemäße Heizvorrichtung. Darüber hinaus umfasst die Anordnung ein Förderrohr zum Fördern des mittels der Heizvorrichtung erwärmten Kohlenwasserstoffs. Die Anordnung kann zudem ein entsprechendes Rohr bzw. einen Dampfinjektor aufweisen, durch welches Wasserdampf, der mit einem Lösungsmittel versetzt sein kann, in die Kohlenwasserstofflagerstätte eingebracht werden kann.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Förderung von Kohlenwasserstoff aus einer Kohlenwasserstofflagerstätte umfasst das Erwärmen des Kohlenwasserstoffs mittels einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung. Zudem umfasst das Verfahren das Fördern des mittels der Heizvorrichtung erwärmte Kohlenwasserstoff mittels eines Förderrohrs.
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Die zuvor im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung beschriebenen Vorteile und Weiterbildungen gelten entsprechend für die erfindungsgemäße Anordnung sowie für das erfindungsgemäße Verfahren.
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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 Anordnung zur Förderung von Kohlenwasserstoff aus einer Kohlenwasserstofflagerstätte, welche eine Heizvorrichtung aufweist;
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2 eine Leitereinrichtung der Heizvorrichtung gemäß dem Stand der Technik;
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3 eine Leitereinrichtung in einer weiteren Ausführungsform gemäß dem Stand der Technik;
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4 die Leitereinrichtung gemäß 3 in einer weiteren Ausführungsform; und
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5 eine erfindungsgemäße Leitereinrichtung, bei der Trenneinrichtungen zwischen Einzelleiter angeordnet sind.
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In den Figuren werden gleiche und funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Anordnung 1 zur Förderung von Kohlenwasserstoff aus einer Kohlenwasserstofflagerstätte 3. Die Kohlenwasserstofflagerstätte 3 kann eine Lagerstätte für konventionelles Öl, eine Ölsandlagerstätte, eine Ölschieferlagerstätte, eine Schweröllagerstätte und/oder eine Bitumenlagerstätte sein. Der Kohlenwasserstoff kann ein Gas, ein konventionelles Öl, ein Schweröl, ein extra schweres Öl, Ölsand und/oder Bitumen sein.
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Bei der Anordnung 1 von 1 wird üblicherweise gemäß dem SAGD-Verfahren mittels eines Rohrs 2 bzw. eines Dampfinjektors, der innerhalb der Kohlenwasserstofflagerstätte 3 angeordnet ist, Wasserdampf in die Kohlenwasserstofflagerstätte 3 eingebracht. Der Wasserdampf kann zudem mit einem Lösungsmittel versetzt sein. Dies bewirkt, dass sich der Kohlenwasserstoff aus der Kohlenwasserstofflagerstätte 3 herauslöst und mit einem Förderrohr 4 abtransportiert werden kann. Der Kohlenwasserstoff, der bei dem SAGD-Verfahren gefördert wird, ist insbesondere Schweröl und/oder Bitumen. Zudem weist die Anordnung 1 eine Heizvorrichtung 5 auf, mittels welcher die Kohlenwasserstofflagerstätte 3 bereichsweise erwärmt beziehungsweise beheizt werden kann.
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Die Heizvorrichtung 5 umfasst eine Leitereinrichtung 6, die vorliegend als Leiterschleife ausgebildet ist. Zudem weist die Heizvorrichtung 5 einen Wechselstromgenerator 7 auf, der elektrisch mit der Leitereinrichtung 6 verbunden ist. Mittels des Wechselstromgenerators 7 kann in die Leitereinrichtung 6 Wechselstrom eingeprägt werden. Dies hat zur Folge, dass in der Kohlenwasserstofflagerstätte 3 Wirbelströme entstehen, welche die Kohlenwasserstofflagerstätte 3 bereichsweise erwärmen. Die Heizvorrichtung 5 kann – wie in 1 dargestellt – bei dem SAGD-Verfahren eingesetzt werden. Die Heizvorrichtung 5 kann auch bei einem Förderungsverfahren verwendet werden, bei dem kein Wasserdampf in die Kohlenwasserstofflagerstätte 3 eingebracht wird.
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Die Anordnung und die Abmessungen der Leitereinrichtung 6 sowie des Rohrs 2 und des Förderrohrs 4 in 1 sind rein beispielhaft zu verstehen. Die Hin- und Rückleiter der Leitereinrichtung 6 weisen in der Kohlenwasserstofflagerstätte 3 üblicherweise einen gewissen Mindestabstand auf, der beispielsweise zwischen 20 und 100 Metern in horizontaler Richtung betragen kann. Andernfalls kompensieren sich die Magnetfelder der entgegengesetzt verlaufenden Ströme weitgehend und es wird keine Heizleistung in die Kohlenwasserstofflagerstätte 3 eingebracht. Dagegen sind eng aneinander verlaufende Hin- und Rückleiter bei der Durchführung durch Deckgebirge sinnvoll, um dort die Verluste zu minimieren. Beim SAGD-Verfahren werden das Rohr 2 und ein darunterliegender Producer üblicherweise übereinander mit einem vertikalen Abstand von ca. 5 Metern angeordnet.
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2 zeigt eine schematische Darstellung einer Leitereinrichtung 6 gemäß dem Stand der Technik. Die Leitereinrichtung 6 ist vorliegend als sogenannter Multifilamentinduktor ausgebildet. Die Leitereinrichtung 6 umfasst eine Mehrzahl von ersten Filamentleitern 8 und eine Mehrzahl von zweiten Filamentleitern 9. Die Filamentleiter 8, 9 sind entlang einer axialen Richtung 10 der Leitereinrichtung 6 angeordnet. Ferner sind die Filamentleiter 8, 9 parallel zueinander angeordnet. Die ersten Filamentleiter 8 und die zweiten Filamentleiter 9 weisen jeweils eine Mehrzahl von Einzelleiter 11 auf, die entlang der axialen Richtung 10 hintereinander angeordnet sind. Die Einzelleiter 11 sind voneinander elektrisch getrennt. Dies ist vorliegend vereinfacht dadurch dargestellt, dass diese einen Abstand zueinander aufweisen.
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Die jeweiligen Einzelleiter 11 sind elektrisch isoliert ausgebildet. Beispielsweise können die Einzelleiter 11 eine entsprechende Ummantelung aus einem Kunststoff aufweisen. Die Einzelleiter 11 der ersten Filamentleiter 8 und die Einzelleiter 11 der zweiten Filamentleiter 9 sind um eine Resonanzlänge r zueinander versetzt angeordnet. Entlang der Resonanzlänge r bildet sich ein Verschiebungsstrom zwischen einem Einzelleiter 11 eines ersten Filamentleiters 8 und einem Einzelleiter 11 eines zweiten Filamentleiters 9 aus. Die jeweiligen Einzelleiter 11 können beispielsweise eine Länge von 50 Metern aufweisen.
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Bei dem Herstellungsprozess der Leitereinrichtung 6 werden die Filamentleiter 8, 9, die auf entsprechende Trommeln aufgewickelt sind, abgewickelt. Dies hat zur Folge, dass korrespondierende Einzelleiter 11, also die Einzelleiter 11 der ersten Filamentleiter 8 oder die Einzelleiter 11 der zweiten Filamentleiter 9, einen axialen Versatz a zueinander aufweisen. Dies ist in 3 dargestellt.
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4 zeigt die Leitereinrichtung 6 gemäß 3 in einer vergrößerten Darstellung. Vorliegend sind der Übersichtlichkeit halber nur drei Filamentleiter 8, 9 dargestellt. Hierbei ist zudem zu erkennen, dass die hintereinander angeordneten Einzelleiter mit jeweiligen Muffen 12 miteinander verbunden sind. Durch die Muffen 12 werden die Einzelleiter mechanisch verbunden, aber elektrisch voneinander getrennt. Die Muffen 12 können beispielsweise aus einem Kunststoff gebildet sein. Vorliegend weisen die ersten Filamentleiter 8 den Versatz a in axialer Richtung auf.
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Durch die axiale Verschiebung a bilden sich zwischen den Einzeldrähten 11 der ersten Filamentleiter 8 Kondensatorabschnitte auf, bei denen eine doppelte Spannungsbelastung auftritt. Die Potentialverhältnisse der Einzelleiter 11 sind vorliegend mit „+”, „–” und „0” gekennzeichnet. In einem Bereich, der durch den Pfeil 14 gekennzeichnet ist, tritt zwischen den Einzelleitern 11 der beiden ersten Filamentleiter 8 infolge der axialen Verschiebung a ein Potentialunterschied auf, der doppelt so hoch ist als der übliche Potentialunterschied zwischen den Einzelleitern 11 der ersten Filamentleiter 8 und der zweiten Filamentleiter 9.
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5 zeigt eine ausschnittsweise Darstellung einer erfindungsgemäßen Leitereinrichtung 6. Vorliegend sind zwischen hintereinander angeordneten Einzelleitern 11 eine Trenneinrichtung 13 angeordnet. Die Trenneinrichtung 13 umfasst zwei Muffen 12, zwischen denen ein Verbindungselement 15 angeordnet ist. Eine Länge l der Trenneinrichtung 13 ist dabei so gewählt, dass diese größer ist als der maximale Versatz a in axialer Richtung 10. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass sich an keiner Position die Enden des verteilten Kondensators eines Einzelleiters mit einem positiven Potential (+) mit dem Beginn eines verteilten Kondensators, der ein negatives Potential (–) aufweist, überlappen. Damit tritt lediglich eine einfache Spannung zwischen den Einzelleitern 11 der ersten Filamentleiter 8 sowie zwischen den Einzelleitern 11 der ersten Filamentleiter 8 und der zweiten Filamentleiter 9 auf. Somit kann die Auslegung der Einzeldrähte 11 entsprechend einer einfachen Spannungsbelastung erfolgen, was den Isolationsbedarf und damit die Kosten für das Material und die Herstellung erheblich verringern.
