FI72630B - Foerfarande och anordning foer producering av organiska produkter fraon en under ett taeckskikt belaegen oljeskifferformation. - Google Patents

Description

1 72630

Menetelmä ja laite orgaanisten tuotteiden tuottamiseksi peitekerrostuman alla sijaitsevasta öljyliuskemuodostumasta

Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä ja laite orgaanisten tuotteiden tuottamiseksi peitekerroksen alla sijaitsevasta öljyliuskemuodostumasta.

Esim. US-patentissa 4 140 179 on ehdotettu laitetta suurtaa-juusenergian (radiotaajuusenergian) syöttämistä varten maanalaisiin muodostumiin, jossa laitteessa ulkopuolisen kansi-osan läpi ulottuva koaksiaalijohto päättyy öljyliuskemuodos-tumassa sijaitsevaan dipolisysteemiin. Tällaisissa laitteissa kuitenkin osa energiasta menetetään johtuen takaisin ylös pitkin porausreikää koaksiaalijohdon ulkopuolitse kulkevista suurtaajuusvirroista. Niinpä maanalaisen koostuman kuumentuminen tapahtuu osaksi sen alueen yläpuolella, jota halutaan kuumentaa. Dipolisysteemi on lisäksi sellainen, että impe-danssinsovitus koaksiaalijohdon suhteen ja säteilyn jakaantuma ovat hyvin herkkiä niille liuskeen impedanssin muutoksille, jotka johtuivat lämpötilan ja orgaanisten aineiden pitoisuuden vaihteluista.

Keksintö tähtää näiden haittapuolien poistamiseen ja tämän saavuttamiseksi on keksinnön mukaiselle menetelmälle tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksessa 1, kun taas keksinnön mukaisen laitteen tunnusmerkit selviävät patenttivaatimuksesta 6.

Keksinnön mukaan aikaansaadaan suurtaajuusapplikaattori, johon energiaa syötetään sellaista koaksiaalivoimansiirto-johtoa pitkin, jonka hlkojohdin päättyy taaksepäin pitkin ulkojohdinta ulottuvan laajennetun koaksiaaliulokkeen käsittävään kuristinrakennelmaan. Erikoisesti applikaattori käsittää laajennetun sylinterimäisen elimen, joka on yhdistetty voimansiirtojohdon keskijohtimeen. Koaksiaalivoiman-siirtojohdon ulkojohdin on yhdistetty koaksiaalisesti sijoitetun johtavan putken osaan, jolla on huomattavasti suurempi läpimitta kuin koaksiaalijohdon ulkokohtimella.

2 72630

Koaksiaalijohdossa on putki, joka toimii uikojohtimena ja ulottuu maanpinnalta suurtaajuusapplikaattoriin, jona voi olla säteilijä tai kentänmäärityselektrodi ulkojohtimen ollessa sähköisesti kytkettynä laajennettuun johdinrakentee-seen, joka ympäröi uikojohdinta sen alapään lähellä ulottuen taaksepäin pitkin ulkojohdinta niiden suurtaajuusvirtojen pienentämiseksi, jotka kulkevat suurtaajuusapplikaattorista takaisin ylös ulkojohdinta pitkin. Koaksiaalijohdon sisäjohdin, joka ulottuu maanpinnalta kuumennettavaan maanalaiseen muodostumaan, on suoraan yhdistetty laajennettuun johtavaan elektrodirakenteeseen muodostamaan primäärielektrodirakenne suurtaajuusenergian johtamiseksi muodostumaan joko säteilijänä tai kaptiivisen kenttärakennelman elektrodina.

Menetelmää suoritettaessa voidaan juoksevaa ainetta syöttää voimansiirtojohdon kautta maanpinnalta applikaattoriin. Tällaisena aineena voi olla kuumennettavaan muodostumaan ruiskutettava suuren paineen alainen neste tai kaasumainen väliaine applikaattorin ympäristön läpilyöntilujuuden parantamista varten. Voidaan muös käyttää nestemäistä tai kaasumaista väliainetta applikaattorin alapuolelle kertyneiden pyrolyysituotteiden poishuuhtelemiseksi.

Edelleen keksintö käsittää voimansiirtojohtosysteemin tehon syöttämiseksi lähettimestä maanalaiseen suurtaajuusapplikaattoriin säädettävän impedanssinsovitusyksikön kautta siten, että öljyliuskemuodostuman impedanssin vaihtelut, jotka johtuvat muodostuman lämpötilan vaihteluista tai syötettävän suurtaajuusenergian taajuuden vaihteluista, voidaan sovittaa lähettimen lähtöimpedanssiin.

Keksinnön muita tavoitteita ja etuja ilmenee seuraavasta selityksestä, jossa viitataan oheisiin piirustuksiin, joissa: 72630 3 kuvio 1 esittää pitkittäisleikkausta keksinnön mukaiseen systeemiin sisältyvästä maanalaisesta suurtaajuusappli-kaattorista, kuvio 2 on poikkileikkaus kuvion 1 mukaisen applikaattorin voimansiirtojohdosta pitkin kuvion 1 viivaa 2-2, kuvio 3 on poikkileikkaus kuvion 1 mukaisen applikaattorin kuristinlaitteesta pitkin kuvion 1 viivaa 3-3, kuvio 4 on poikkileikkaus kuvion 3 mukaisen kuristinlait-teen alapäästä pitkin kuvion 1 viivaa 4-4, kuvio 5 on poikkileikkaus pitkin kuvion 1 viivaa 5-5, esittäen kuvion 1 mukaisen säteilylaitteen alempaa dipolia, ja kuvio 6 on vaakakuva esittäen voimansiirto- ja kontrollijärjestelmää useiden kuvion 1 mukaisten systeemien käyttä-seksi.

Kuviossa 1-5 on viitteellä 10 merkitty öljyliuskemuodostuma, joka sijaitsee peitekerrostuman 12 ja substraatin 14 välissä. Porausreikä 16 on porattu maanpinnalta peitekerros-tuman 12 ja öljyliuskeen 10 läpi substraattiin 14 saakka. Peitekerrostuma 12 voi olla sedimenttimateriaalia, joka muodostaa olennaisesti kaasutiiviin kannen öljyliuskealueen 10 päälle.

Tunnetun käytännön mukaisesti tiivistys peitekerrostumaan 12 on suoritettu teräsvaipalla 18, joka ulottuu maanpinnan yläpuolelta alas porausreikään 16 irtonaisen pintamateriaalin alapuolella olevaan kohtaan ja joka on tiivistetty porausreiän seinämään teräsvaippaa 18 ympäröivällä beto-nivaipalla 20. Vaikka mitä tahansa porausreiän kokoa voidaan käyttää riippuen käytettävän suurtaajuusapplikaat-torin mitoista, esitetyssä esimerkissä teräsvaipan 18 sisäläpimitta voi olla standardi 46 cm. Porausreiän yläpään peittävä yhdistelmä, joka käsittää laipalla varustetun hoikin 22 ja kannen 24, on kiinnitetty vaipan 18 yläosaan esim. hitsaamalla. Tällaista rakennetta käytetään edullisesti paineen säilyttämiseksi porausreiässä ja epäpuhtauksien, esim. pohjaveden, estämiseksi pääsemästä reikään.

4 72630

Koaksiaalivoimansiirtojohto 26 ulottuu kannesta 24 kerrostuman 12 läpi suurtaajuusapplikaattoriin 28, joka on sijoitettu öljyliuskealueelle 10. Johto 26 käsittää sopi-vimmin teräsputkea olevan ulkojohtimen 30, jonka sisäläpi-mitta on esim. noin 15 cm ja seinämänpaksuus noin 13 mm. Useita putkenpituuksia eli jatkoputkia 30 on liitetty yhteen kierteitetyillä liittimillä 32, ja ylimmän putken 30 yläpää on kiinnitetty kierteillä kannessa 24 olevaan aukkoon. Alin putki 30 on kiinnitetty kierteillä liittimeen 34, joka on varustettu laajennetulla kierteitetyllä kytkennällä koaksiaaliseen ulokkeeseen 36, joka ulottuu ylöspäin pitkin porausreikää 16 etäisyyteen, joka on liki-määrin sähköinen kahdeksannes säteilijän 28 muodostumaan 10 säteilemän taajuuskaistan aallonpituudesta. Saman läpimitan kuin uloke 36 omaava uloke 38 ulottuu liittimestä 34 myös alaspäin etäisyyteen, joka on likimain sama kuin mainitun taajuuskaistan sähköisen aallonpituuden neljännes. Jos niin halutaan, rei'illa 41 varustettu keraaminen muhvi 40 voidaan asettaa muodostumaan 10 tämän kovertumi-sen estämiseksi kuumennuksen aikana.

Koaksiaalivoimansiirtojohdossa 26 on sisäjohdin 42, joka on tehty esim. teräksisistä jatkoputkista. Ylimmän putken yläpää on kiinnitetty kierteillä kanteen 46. Kanteen 24 liitetty keraaminen levy 44 eristää sisäjohtimen sähköisesti uikojohtimesta 30. Kansilevy 46 on asennettu levyn 44 päälle ja kiinnitetty kierteillä putkeen 42, niin että paine voi säilyä koaksiaalijohdon 26 ulkojohtimen 30 sisällä. Useita jatkoputkia 42, jotka on yhdistetty toisiinsa metalliliitoksilla 48 ja jotka on erotettu ulkojohtimen 30 sisäpinnasta keraamisilla välikkeillä 50, ulottuu kannesta 46 lähtien alaspäin ulkojohtimen 30 läpi putkimaisen ulokkeen 38 alapään alapuolelle. Suurempi keraaminen välike 52 ympäröi putkea 42 sen alapään ja putkimaisen ulokkeen 38 alapään lähellä putken 42 keskittämiseksi koaksiaaliulokkeen 38 sisään. Keraamiset välikkeet 50 5 72630 lepäävät sopivimmin liitosten 48 päällä, niin että ne voivat helposti liukua pitkin putkia ennen kuin ne ruuvataan kiinni liitoksiin. Suurempi välike 52 pidetään aksiaalisesta paikallaan alimpaan jatkoputkeen 42 hitsattujen me-tallikaulusten 54 avulla.

Laajennettu putkenosa 56 on kiinnitetty kierteillä alimman jatkoputken 42 alapäähän laajennusliittimellä 58, ja laajennetun putkimaisen elimen 56 alapään ulkopintaan on kiinnitetty keraaminen välike 60 elimen 56 pitämiseksi erillään porausreiän 16 seinämästä. Esitetyssä esimerkissä, jossa käytetään läpimitaltaan noin 15 cm olevaa putkea 30, putken 42 sisäläpimitta on noin 5 cm ja ulkoläpimitta noin 6 cm. Tämä aikaansaa ominaisimpedanssin noin 50 ohmia voimansiirrolle maanpinnasta suurtaajuusapplikaattoriin 28. Valittaessa ulokkeiden 36 ja 38 sisäläpimitaksi esimerkiksi 32 cm, putken 42 ja ulokkeen 38 käsittävien koaksi-aalijohdonosien ominaisimpedanssi voi olla noin 100 ohmia. Putkimaisen säteilevän elimen ulkoläpimitaksi voidaan valita 22 cm sellaisen säteilevän pinnan muodostamiseksi, joka voidaan helposti työntää porausreikään aikaisemmin asennetun teräsvaipan 18 läpi. Sopivimmin putkenosan 56 koon pitäisi olla niin suuri kuin on käytännössä mahdollista putkenosan 56 pinnassa esiintyvän jännitegradientin pienentämiseksi suurtaajUustehon säteillessä muodostumaan 10.

Keksinnön mukaan alue putkimaisen elimen 36 yläpäästä putkimaisen elimen 38 alapäähän on tehty vastaamaan paritonta määrää neljännesaallonpituuksia, jotka laitteen taajuuskaistassa ovat tehokkaita liuskeen suhteen, alueen muodostaessa impedanssinsovitusosan 106. Erikoisesti etäisyys liittimestä 34 putkimaisen elimen 38 alapäähän on tehty vastaamaan neljännesaallonpituutta, joka on tehokas ilmassa systeemin toimintataajuudella. Se applikaattorin 28 osa 106, joka käsittää ulokkeen 38 yhdessä sen viereisten elimen 42 osien kanssa, toimii impedanssinsovitusmuuntajana, joka parantaa impedanssinsovitusta koaksiaalijohdon 6 72630 26 ja applikaattorin 28 säteilijäosan 108 välillä. Osa 106 vähentää myös olennaisesti sitä suurtaajuusvirtaa, joka pyrkii virtaamaan ylöspäin pitkin putken 30 ulkopintaa sen alapäästä, kunnes teho on hävinnyt säteilemäl-lä peitekerrostumaan 12 tai absorboitumalla putken 30 ulkopintaan. Tämän keksinnön mukaisessa rakenteessa on pitkin putken 30 ulkopintaa kulkevan virran aiheuttama tehonhäviö olennaisesti pienennetty, niin että se on vain muutamia prosentteja koaksiaalijohdon 26 siirtämästä tehosta.

Keksinnön mukaan on huomattava, että muodostuman 10 di-elektrinen vakio ja häviötangentti sekä siten myös impedanssi muuttuvat lämpötilan mukana, kuten ilmenee US-pa-tentista 4 140 179. Tämän keksinnön mukaan säteilevän osan 108 impedanssi muuttuu hyvin vähän muodostuman 10 laajalla lämpötila-alueella. Kaikkien tällaisten lämpötilan muutoksista johtuvien impedanssinvaihtelujen kompensoimiseksi maanpinnalle on sijoitettu impedanssinsovituslaite 62, joka voi aikaansaada säädettävän impedanssin koaksiaali-johtoon 26. Impedanssinsovituspiirin säätö voidaan suorittaa mittaamalla applikaattorista 28 takaisin pitkin koak-siaalijohtoa 26 heijastuva teho seisovan aaltosuhteen määrittämiseksi koaksiaalijohdossa 26. Niinpä voidaan havaita, että säteilevä osa 108 voidaan saattaa aikaansaamaan sellaisen säteilynjakaantuman, joka suuntautuu pääasiallisesti säteittäisesti ulospäin öljyliuskeen tasoon, tehon pääosan rajoittuessa öljyliuskeen kohdalle. Vaikka taajuutta voidaan vaihdella esim. välillä 1-10 MHz tässä esitetyillä mitoituksilla, putkimainen elin 56 on sopivimmin aallonpituuden neljänneksen pituinen, mikä on tehokas liuskeen suhteen. Putken 56 yläpään ja putken 38 alapään väli on edullisesti aallonpituuden neljänneksen pituinen, mikä on tehokasta olennaisen ilmaraon yhteydessä.

7 72630

Laajennetun putken 56 ja putken 42 sen osan, jotka yhdessä itse asiassa muodostavat puoliaaltomonopolisäteilijän 108, pituudet riippuvat lähettimen 64 taajuudesta ja säteilyn tehokkaasta aallonpituudesta väliaineessa 10 sekä väliaineen säteilyimpedanssista. Hyviä tuloksia on saavutettu esim. taajuudella 10 MHz, jos säteilijän 108 kokonaispituus käsitti laajennetun säteilevän osan 56 (kuviossa 1 leikkausviivan 5-5 alapuolella) pituuden, joka oli likimain seitsemännes aallonpituudesta ilmassa, ja sisäjohtimen 42 sylinterin 38 alapuolella olevan jatkeen muodostaman monopolisäteilijän 108 osan (kuviossa 1 leikkausviivojen 4-4 ja 5-5 välillä) pituuden, joka oli likimain kuudennes aallonpituudesta ilmassa. Kun väliaine 10 sisältää melkoisen määrän vettä, esim. kun sitä on ensiksi kuumennettu, säteilijän 108 tehokas aallonpituus-arvo tulee olemaan jonkin verran suurempi kuin puoli aallonpituutta. Kuitenkin, kun kuumennus jatkuu ja vesi joko höyrystyy tai muuten poistuu, väliaineen dielektri-syysvakio pienenee ja tehokkaan aallonpituuden arvo suurenee. Käytettäessä monopolisäteilijää 108 suuremmalla tehokkaalla aallonpituusarvolla kuin puoli aallonpituutta, jakautuman pystysuora suuntautuma vähenee. Sen vuoksi säteilijällä 28 on edullisesti sellaiset mitat, jotka kosteassa liuskeessa, jonka dielektrisyysvakio on esim.

16, ja käsitellyssä liuskeessa, jonka vakio on niin pieni kuin 3, antavat säteilevälle monopolille 108 pituuden, joka on likimain puoli aallonpituutta. Niinpä lähettimen taajuuden ollessa esimerkiksi 10 MHz, jolloin vapaan ti- 3 lan aallonpituus on 3 x 10 cm eli 30 m, osan 56 pituudeksi valitaan noin 4,3 m ja etäisyydeksi sylinterin 38 ala-päästä vaipan 58 yläpäähän 4,9 m.

Systeemin toimiessa pääosa tehosta säteilee osasta 108, osan 106 toimiessa resonanssi-impedanssimuuntajana. Ulokkeet 36 ja 38 toimivat virittämättömänä eli induktiivisena kuristinlaitteena, jonka pituus voidaan määrätä kokeelli- sesti suuntausjakautuman optimoimiseksi vaakasuuntaan mi tattuna pystytasossa. Taajuutta muuttamalla voidaan myös muuttaa säteilyjakaantuma.

s 72630 Lähetin 64 syöttää säädettävätaajuisen suurtaajuustehon impedanssinsovituspiiriin 62 koaksiaalikaapelin 66 kautta, ja impedanssinsovituspiiri 62 syöttää suurtaajuustehon koaksiaalijohtoon 26 pitkin koaksiaalikaapelia 68, jonka keskijohdin on liitetty kanteen 46 ja ulkojohdin kanteen 24.

Kuten kuviosta 6 näkyy, lähetin 64 on sopivimmin sijoitettu etäälle useista työskentelypaikoista 16, ja voimansiir-tokaapelit ulottuvat siitä jopa yli 300 metrin päähän. Niinpä yhtä ainoaa suurta lähetintä voidaan käyttää syöttämään peräkkäin useita eri työskentelypaikkoja 16. Sen vuoksi on edullista, että seisova-aaltosuhde voimansiirto-kaapeleissa 66 ylläpidetään niin lähellä arvoa 1 kuin mahdollista, niin että suurtaajuushäviöt kaapeleissa jäävät minimiinsä. Lisäksi on edullista, että vain vähän tehoa syötetään tai ei lainkaan tehoa syötetä takaisin lähettimeen 64, jotta vältetään lähetinlaitteiston vioittuminen sekä tehdään mahdolliseksi lähettimen virittäminen maksimisuurtaajuustehon kehittävään tehokkuuteen.

Niinpä impedanssinsovituspiirit 62, joissa voidaan käyttää tavanmukaisia induktoreja ja kondensaattoreja, säädetään tunnetun käytännön mukaisesti aikaansaamaan tällainen voimansiirtokaapelien 66 impedanssinsovitus.

Vaikka säteilijä 56 voidaan tehdä kooltaan sopivaksi opti-misäteilyominaisuuksia ja/tai -tehoa varten tietyllä taajuudella, tekemällä esimerkiksi elementin 56 pituus vastaamaan tehokasta sähköistä neljännesaallonpituutta tällä taajuudella porausreiässä 16, on kuitenkin edullista, että lähettimen 64 taajuus on säädettävissä sen sovittamiseksi erilaisia impedansseja tai erilaisia muodostumia varten 5 72630 ja/tai muodostuman niitä erilaisia impedansseja varten, joita esiintyy kuumennussarjan eri vaiheiden aikana. Tällaisia impedanssinsovituksia voidaan aikaansaada myös vaihtelemalla impedanssinsovituspiirin 62 lähtöimpedanssia siten, että seisovan aallon avulla sopiva impedanssi heijastuu suhteellisen lyhyen kaapelin 68 ja voimansiirtokaa-pelin 26 kautta muodostumassa 10 olevaan säteilijään.

Impedanssinsovituspiiri säädetään haluttuun impedanssin-sovitukseen säteilijään 28 nähden lähettimen 64 toimiessa pienellä teholla, minkä jälkeen säädetään impedanssinsovi-tus aikaansaamaan pieni seisova-aaltosuhde voimansiirto-kaapelissa 66. On kuitenkin selvää, että tällaiset impe-danssinsovitustoiminnot voidaan ohjata ennakolta ohjelmoidun suunnitelman mukaisesti.

On todettu,että hyvä impedanssinsovitus öljyliuskemuodos-tumien suhteen voidaan saavuttaa 30 prosentin taajuuskaistan yli ilman olennaista tehokkuuden menetystä siirrettäessä suurtaajuustehoa muodostumaan 10.

Voimansiirtojohto 26 saatetaan edullisesti tehottoman kaasun kuten typen paineen alaiseksi johtamalla kaasua kaasu-lähteestä 70 hoikkiin 22 liitetyn putken 72 ja kanteen 24 liitetyn putken 74 kautta sekä putken 42 sisään eristävällä liitoksella 78 yhdistetyn putken 76 kautta.

Typpilähteessä 70 vallitsee niin suuri paine, että se voi jatkuvasti syöttää typpeä putkien 42 ja 30 sekä vaipan 18 sisään siten, että typpi virtaa alas pitkin porausreiän 16 pintaa sekä putkien 42 ja 30 välitse. Keraamisten vä-likkeiden kehillä on sopivimmin aukot typpivirran ohitusta varten. Sen jälkeen typpi painaa porausreiän 16 pohjalle kertyneen nesteen 80 pintaa ja pakottaa nesteen nousemaan pitkin putkea 82, joka voi olla terästä ja varustettu keraamisella liitoksella 84, joka sijaitsee likimain säteile- ίο 72 6 3 0 vän sylinterin 56 alapään kohdalla. Keraaminen liitos 84 eristää putken 82# joka on olennaisesti maan potentiaalissa, putkesta 86, joka ulottuu putkien 42 läpi maanpintaan ja kannen 46 päälle kiinnitetyn kannen 88 läpi sekä sen jälkeen eristävän liitoksen 90 kautta keräys-säiliöön 92, jossa typpi voidaan haluttaessa ottaa talteen ja palauttaa typpilähteen 70 kautta muodostumaan.

Tällainen typenkierrätys, paitsi että se avustaa kerogeeni-tuotteiden saantia porausreiän 16 pohjasta, voi lisäksi jäähdyttää voimansiirtojohdon ja/tai säteilijän liikaa kuumenneita osia, niin että suuria tehoja voidaan siirtää lähettimestä 64 öljyliuskemuodostumaan 10 ilman läpilyöntien tapahtumista rakenteen suurjännitekohdissa.

Kaasunvirtauksen säätämiseksi siirtojohdon ja säteilijän eri kohtiin putket 72 ja 74 käsittävät venttiilit 94. Putkessa 76 on liitoksen 78 maadoitetulla puolella venttiili 96, ja liitoksesta 90 keräyssäiliöön 92 johtava putki käsittää venttiilin 98, niin että avaamalla ja sulkemalla venttiilejä kaasunvirtausta porausreiästä voidaan lisätä, pitää vakiona tai vähentää työprosessin eri vaiheiden aikana. Ylläpitämällä sopiva puhdistava typpivirtaus porausreiän 16 läpi ennen suurjaksotehon johtamista siihen sekä sen aikana räjähdysvaara voidaan pienentää minimiinsä. Tällainen räjähdys voi esimerkiksi tapahtua, jos happea vapautuu muodostuman komponenteista tai on läsnä voimansiirtojohdon asennuksen jälkeen yhdessä muodostumasta erkaantuneiden kaasumaisten hiilivetyjen kanssa ja jos suurjaksoapplikaattorissa syntyvä koronapurkaus tai valo-kaari sytyttää tämän räjähtävän seoksen. Siirtojohdon 26 pituuden pitää olla riittävä, jotta kaikki halutut öljy-liuskemuodostuman 10 alueet voidaan saavuttaa ja jotta paksuissa muodostumissa paikkaa voidaan asteittain vaihdella kohottamalla tai laskemalla siirtojohtoa 26. Tämä vuorostaan nostaa tai laskee säteilijää 28 saattaen öljy-liuskeen eri vaakasuorat kerrokset maksimisäteilyvoimakkuu-den alaisiksi.

il 72630 Läpilyöntivaara on minimoitu käyttämällä keraamisia vä-likkeitä 50, 52 ,40 ja 60, jotka pitävät eri sähköjohtimet olennaisesti samakeskisinä toistensa ja porausreiän 16 suhteen, niin että epäkeskisyyksistä johtuvat impedanssin-vaihtelut, joita muuten voisi esiintyä koaksiaalijohdon 26 sisä- ja ulkojohtimien välillä, jäävät mahdollisimman pieniksi. Tällaiset epäkeskisyydet voivat aiheuttaa odotettuja suurempia seisova-aaltosuhteita, jotka siten aikaansaavat suurempia jännitesolmuja voimansiirtojohdon eri kohtiin tai suurtaajuussäteilijään.

Eristimien reunat on sopivimmin viistottu johtimien keskinäisen liikkeen helpottamiseksi asennuksen aikana, ja suuri eristysvälike 52 on sijoitettu ulokkeen 38 alapään ja sisemmän johdinputken 42 väliin, koska tällä alueella mak-simijännite voi esiintyä. Tämä maksimijännite pyrkii suurenemaan, kun seisova-aaltosuhteen arvo siirtojohdossa 26 kasvaa, niin että suurilla tehokuormituksilla voi syntyä koronaläpilyönti. Tehonsiirtokyvyn maksimiarvoa rajoittaa, läpilyöntivaaran aiheuttaman rajoituksen lisäksi, siirtojohdossa tapahtuva tehonhäviö, ja esitetyssä rakenteessa, joka on valmistettu tavallisesta teräksestä pintojen ollessa päällystetty hyvin johtavalla aineella kuten kuparilla, yli 1 megawatin suuruisia tehoja voidaan siirtää siirtojohdon 26 ja säteilijän 28 kautta muodostumaan 10.

Siinä tapauksessa, ettei suurtaajuusapplikaattori 28 ole riittävän syvällä, ts. ettei peitekerrostuma 12 ole tarpeeksi paksu, osa muodostumaan 10 säteilytetystä suur-taajuusenergiasta voi suurilla tehoilla esiintyä maanpinnalla voimakkuudeltaan pienenä. Tämän keksinnön mukaan johtoja, esim. teräskaapeleita 100 voidaan hitsata kiinni kanteen 22 ja levittää säteittäisesti useitten kymmenien metrien etäisyyteen tällaisen säteilyn heijastamiseksi takaisin peitekerrostumaan, ehkäisten siten säteilyn 12 72630 interferenssi-ilmiön käytettäessä taajuuksia, jotka ovat esim. 10 MHz tai pienempiä. Yleensä yli 10 MHz olevat taajuudet absorboituvat riittävästi useimpiin peitekerros-tumiin ja pienemmät taajuudet absorboituvat tapauksissa, jolloin peitekerrostumassa on huomattava kosteuspitoisuus. Säteittäisten johtimien välit voivat olla mielivaltaisia, ja haarajohtimia voidaan tarpeen mukaan liittää säteit-täisiin johtimiin. Sitä paitsi, jos useampi kuin yksi laitteisto on sijoitettu tietylle alueelle, johtimet voivat ulottua lähekkäisten laitteistojen välille.

Kuten aikaisemmin patentin 4 140 179 yhteydessä on mainittu impedanssinmuutokset johtuvat mikroaaltoenergian absorboitumisesta sekä johtokyvyn että dielektrisyysvakion muuttumisen johdosta, minkä aiheuttaa öljyliuskeen alkuaan sisältämän veden poistuminen. Lämpötila, jossa vesi höy-rystyy poistuen liuskekoostumasta, riippuu porausreiässä ylläpidetystä paineesta. Esimerkiksi, jos venttiili 98 pidetään suljettuna ja typellä huuhdeltu porausreikä saatetaan paineen 35 baarin alaiseksi, liuskeen 10 lämpötila porausreiän pinnassa voi nousta jopa yli 100°:een veden edelleen pysyessä nestemäisenä öljyliuskeen huokosissa. Vesipitoisuus 3-30 % voi vielä jäädä, ja tämä tulee absorboimaan huomattavan määrän suurtaajuustehoa.

Keksinnön mukaan porausreiässä vallitsevaa lämpötilaa voidaan tunnustella esimerkiksi patentissa 4 140 179 esitettyä tyyppiä olevan ja maanpintaan johtimella 104 yhdistetyn termoelementin 102 avulla. Kun lämpötila saavuttaa esim. arvon 370°C, venttiilin 98 avaaminen saattaa porausreiässä vallitsevan paineen aikaansaamaan veden höyrystymisen, mikä jäähdyttää porausreiän pinnan lämpötilaan alle 370°C ja estää haitallisten kuumien kohtien esiintymisen muodostuman lO pinnassa.

Vaikka koaksiaalijohdossa 26 on suurtaajuusvirtaa johtavat pinnat, jotka ovat suuria ja omaavat siten pienen virta- 13 72 6 3 0 tiheyden tietyllä tehoarvolla, koaksiaalikaapelit 66 ja 68 voivat olla tavallisia johtavia kuparikoaksiaalikaa-peleita, joiden ulkoläpimitta on esim. 8 cm. Nämä kaapelit voivat ulottua useiden satojen metrien etäisyydelle lähettimestä, ja sopivimmin käsittää impedanssinsovitus-laitteen 62 sijoitettuna maan pinnalle porausreiän 16 lähelle. Niinpä lähettimen 64 impedanssi voi olla tarkasti sovitettu sovituslaitteen 62 tuloimpedanssiin seisova-aaltosuhteen pitämiseksi kaapelissa 66 esim. pienempänä kuin 1,5, kun sen sijaan siirtojohdossa 26 voi seisova-aaltosuhde olla välillä 1,5-5 riippuen säteilijän 28 säteilyn optimointiin tarvittavasta sovituksesta.

Kuviossa 6 on esitetty kaaviokuva porauskentästä, joka käsittää useita porausreikiä 16, jotka sijaitsevat jopa yli 100 metrin etäisyydessä toisistaan ja jotka on yhdistetty koaksiaalikaapeleilla 66 impedanssinsovituslaitteiden 62 kautta keskuslähettimeen 64. Suurtaajuusteho voidaan johtaa peräkkäin missä järjestyksessä tahansa eri poraus-rei'issä 16 oleviin säteilijöihin yhdestä lähettimestä, joka voi sijaita esimerkiksi kontrolliasemalla. Impedans-sinsovituslaitteista 62 kontrolliasemalle syötettyjä signaaleja voidaan käyttää lähettimen kuhunkin porausreikään lähettämän tehon taajuuden ja impedanssinsovituksen valvontaan ja/tai säätöön.

Asiantuntijoille ovat ilmeisiä monet keksinnön edellä selostetun sovellutusmuodon muunnokset, jotka eivät poikkea keksinnön suojapiiristä. Esimerkiksi yhdensuuntaisia kaapeleita voidaan käyttää porausrei'issä olevien laitteiden syöttöön, muitakin kuin edellä mainittuja taajuuksia voidaan käyttää ja laajaa valikoimaa erilaisia johtavia materiaaleja voidaan käyttää porausrei'issä oleviin voimansiirto-johtoihin ja säteilijöihin. Niinpä keksintöä eivät rajoita selostetun sovellutusmuodon yksityiskohdat, vaan oheiset patenttivaatimukset.

Claims (10)

14 72630

1. Menetelmä orgaanisten tuotteiden tuottamiseksi peite-kerrostuman alla sijaitsevasta öljyliuskemuodostumasta, tunnettu siitä, että se käsittää sähköenergian kehittämisen taajuusalueella 100 kHz - 100 MHz sekä tämän energian siirtämisen pitkin ensimmäistä voimansiirtojohtoa (66), jolla on ensimmäinen ominaisimpedanssi, ensimmäisen impedanssinmuun-tolaitteen (62) kautta toiseen voimansiirtojohtoon (26) jolla on toinen ominaisimpedanssi ja joka ulottuu peitekerrostuman (100) läpi ja joka on kytketty säteilylaitteeseen (108) toisen impedanssinmuuntolaitteen (106) kautta, joka sijaitsee öljyliuskemuodostumassa, ja jonka impedanssi on olennaisesti sovitettu voimansiirtojohtoa vastaavaksi, ja impedanssinmuuntolaitteen (106) sovituksen säätämisen öljyliuskemuodostuman lämpötilanmuutosten vaikutusten kompensoimiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää energian taajuuden säätämisen öljyliuskemuodostumaan säteilytetyn energian jakaantuman muuttelemiseksi.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää energian taajuuden säätämisen öljyliuskemuodostuman tämän energian suhteen omaavan impedanssin muutosten kompensoimiseksi.

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää impedanssinmuuntolaitteen säätämisen sen mainitussa ensimmäisessä voimansiirtojohdossa (66) esiintyvän tehon vähentämiseksi, joka on heijastunut mainitusta toisesta voimansiirtojohdosta (26) ja/tai säteilylaitteesta (108).

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lisäksi toisessa voimansiirtojohdossa (26) esiintyvää heijastunutta tehoa tunnustellaan ja impe- danssinmuuntolaitteen sovitusta säädetään tämän heijastuneen tehon funktiona. is 72630

6. Laite energian säteilyttämiseksi maanalaiseen koostu maan, tunnettu siitä, että se käsittää koaksiaalivoi-mansiirtojohdon (26), joka ulottuu muodostuman pinnalta (100) suurtaajuusapplikaattoriin (28) ja jossa on sylinterimäiset sisä- (42) ja uikojohtimet (30), sisä johtimen (42) ollessa liitetty sylinterimäiseen säteilyelementtiin (108) ulkojohti-men (30) alapään alapuolella sijaitsevassa kohdassa, jolloin uikojohdin (30) on sovitettu impedanssin sovittavaan elementtiin (106), jossa on ensimmäinen putkimainen elin (36), joka ulottuu ylöspäin yhdensuuntaisesti ulkojohtimen (30) kanssa, ja toinen putkimainen elin (38), joka ulottuu alaspäin yhdensuuntaisesti sisä johtimen (42) kanssa, että säteilyelementin (108) suurin läpimitta on huomattavasti suurempi kuin voimansiirtojohdon (26) ulkojohtimen (30) läpimitta, ja että ensimmäisen putkimaisen elimen (36) yläpää sijaitsee sellaisella etäisyydellä toisen putkimaisen elimen (38) alapäästä, joka vastaa paritonta lukumäärää energian säteilysysteemin neljäsosa aallonpituuksia, ja välineen (64) sähköenergian kehittämiseksi taajuusalueella 100 kHz - 100 MHz, välineen energian siirtämiseksi pitkin ensimmäistä voimansiirtojohtoa (66), jolla on ensimmäinen ominaisimpedanssi, ensimmäisen impedans-sinmuuntolaitteen (62) kautta toiseen voimansiirtojohtoon (26), jolla on toinen ominaisimpedanssi ja joka ulottuu peite-kerrostuman läpi ja joka on kytketty säteilylaitteeseen (108) toisen impedanssinmuuntolaitteen (106) kautta, joka sijaitsee öljyliuskemuodostumassa, ja jonka impedanssi on olennaisesti sovitettu voimansiirtojohtoa (26) vastavaksi sekä välineen energian taajuuden säätämistä varten öljyliuskemuodostumaan säteilevän energian jakaantuman muuttelemiseksi, sekä että rakenteen toisella putkimaisella elimellä (38) on suurin läpimitta, joka on huomattavasti suurempi kuin ulkojohtimen (30) sisäisen johtavan pinnan keskimääräinen läpimitta. 16 72630

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että säteilyelementin (108) läpimitta on huomattavasti suurempi kuin sisä johtimen (42) läpimitta.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnet- t u siitä, että säteilyelementin (108) ja impedanssinmuunto-laitteen (106) läpimitat ovat huomattavasti suurempia kuin sisä johtimen (42) läpimitta.

9. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen laite, tunnettu siitä, että sisäjohdin (42) on ontto.

10. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että sisäjohtimeen (42) liitetty säteilyelementti (108) sijaitsee etäisyydellä impedanssinmuuntolaitteen (106) päästä sen alapuolella, siten että etäisyys säteilyelementin (108) yläpäästä toisen putkimaisen elimen (38) alapäähän on systeemin toiminta-aallonpituuden neljäsosa aallonpituutta. 17 72630