JPS5816439B2 - Electrode device for electrical heating of hydrocarbon underground resources - Google Patents

Electrode device for electrical heating of hydrocarbon underground resources

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JPS5816439B2
JPS5816439B2 JP5115380A JP5115380A JPS5816439B2 JP S5816439 B2 JPS5816439 B2 JP S5816439B2 JP 5115380 A JP5115380 A JP 5115380A JP 5115380 A JP5115380 A JP 5115380A JP S5816439 B2 JPS5816439 B2 JP S5816439B2
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JP
Japan
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insulator
electrode device
oil
hydrocarbon
electrode
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JP5115380A
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Japanese (ja)
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Inventor
井上武男
寺谷宏
小林利行
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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  • Resistance Heating (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は炭化水素系地下資源を電気加熱する場合に使
用する電極装置に係る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an electrode device used for electrically heating hydrocarbon underground resources.

さらに詳しくいえば、地中に存在する高粘度、低流動性
の炭化水素を井戸から生産するに際して、当該炭化水素
の流動性を高めるための地中に通電し加熱するために使
用する電極装置に関するものである。
More specifically, it relates to an electrode device used to heat and energize the underground to increase the fluidity of hydrocarbons that exist underground, with high viscosity and low fluidity, when produced from wells. It is something.

ここでいう「炭化水素」とは、ベトロリウムまたはオイ
ル、オイルサンド(タールサンドともよばれる)に含ま
れるピチューメン(Bi tumen )、オイルシェ
ルに含まれるケロゲン(Kerogen )を指し、以
下簡略化のためこれら炭化水素をオイルと呼ぶことにす
る。
"Hydrocarbons" here refer to betroleum or oil, bitumen contained in oil sands (also called tar sands), and kerogen contained in oil shells. Let's call hydrogen oil.

また、「生産」とは、自噴、汲出し、流体移送など油井
から流動性のオイルを取出すことをいう。
Furthermore, "production" refers to the extraction of fluid oil from an oil well, such as artesian injection, pumping, and fluid transfer.

地中に存在するオイルが流動性を有する場合は、地表よ
り油層に到達する井戸を堀り、油層に共存するガス田に
よる自噴、あるいはポンプによる汲上げ、あるいは一方
の井戸より塩水等の液体を千人し他方の井戸から流出さ
せるなどの方法でオイルを生産することが可能である。
If the oil in the ground has fluidity, a well is dug to reach the oil layer from the surface, and the oil is pumped up by a gas field that coexists with the oil layer, pumped up, or liquid such as salt water is pumped from one well. It is possible to produce oil by such methods as draining water from other wells.

しかし、地中のオイルの流動性が低い場合は、オイルが
流動するための手段を講じなければ生産できない。
However, if the fluidity of underground oil is low, production cannot be achieved unless measures are taken to make the oil fluid.

オイルを流動化させる為の一般的な方法は、加熱により
オイルの粘度を低下させる方法で、流動化に適した温度
(オオイルの個々の性状により異なるが、地中の油層を
加熱する必要が生ずる。
A common method for fluidizing oil is to reduce the viscosity of the oil by heating, and at a temperature suitable for fluidization (this varies depending on the individual properties of the oil, but it becomes necessary to heat the underground oil layer). .

油層の加熱方法として、熱水の注入、高温高圧水蒸気の
注入、地中通電、地中燃焼法(地中の油層に着火させ空
気を送り燃焼させる)、爆薬の第141用などが提唱さ
れているが、後二者は制御が難しく一般性に乏しい。
As methods for heating the oil layer, injection of hot water, injection of high-temperature, high-pressure steam, underground electrification, underground combustion method (igniting the underground oil layer and blowing air to burn it), and the use of explosives have been proposed. However, the latter two are difficult to control and lack generality.

熱水あるいは高温高圧水蒸気注入法は、油層を加熱しオ
イルの流動性を高めると同時に流動化したオイルを地表
へ流出させることも可能であるが油層に裂は目などの通
過抵抗の低い個所が存在すると、その個所ばかりを通り
抜は全体に拡散しないおそれがあり、反対に油層が固く
緻密な場合は熱水あるいは蒸気が拡散せず温度が上昇し
がたい通電加熱法は油層に複数の井戸を堀り、これら井
戸に電極を設置し、各電極間の電位差を与えて油層の導
電性を利用して加熱するので、油層に裂は目があったり
、あるいは固く緻密であっても全体を加熱しやすい利点
がある。
Hot water or high-temperature, high-pressure steam injection methods can heat the oil layer to increase the fluidity of the oil and at the same time allow the fluidized oil to flow to the surface, but it is possible to flow the fluidized oil to the surface due to cracks, holes, etc. If there is, there is a risk that if the oil layer is hard and dense, it will not spread to the whole area.On the other hand, if the oil layer is hard and dense, the hot water or steam will not diffuse and the temperature will be difficult to rise. The method uses the electrical conductivity of the oil layer to heat the oil layer by installing electrodes in these wells and applying a potential difference between each electrode. It has the advantage of being easy to heat.

しかし、流動化したオイルを取り出すには別の手段が必
要である。
However, other means are required to remove the fluidized oil.

そこで、オイル生産の効率を上げる方法としてまず通電
法により油層を加熱し、油層が軟化した時に熱水あるい
は高温高圧水蒸気を注入して加熱を続けるとともに流動
化したオイルを取り出す方法が考えられている。
Therefore, as a method to increase the efficiency of oil production, the oil layer is first heated by energization, and when the oil layer softens, hot water or high-temperature, high-pressure steam is injected to continue heating and the fluidized oil is extracted. .

この方法に使用する電極装置は、効率よく油層を加熱す
るために、油層以外への電流の漏洩をできる限り避ける
よう電気絶縁を施す必要があり、地中の土圧とか加熱に
より発生した蒸気または注入された熱水あるいは高温高
圧水蒸気の王力で破壊しないことが必要であり、さらに
熱水あるいは高温高圧水蒸気が洩れないことが必要であ
る。
In order to efficiently heat the oil layer, the electrode device used in this method must be electrically insulated to avoid current leakage outside the oil layer as much as possible. It is necessary that the force of the injected hot water or high-temperature, high-pressure steam does not destroy it, and furthermore, it is necessary that the hot water or high-temperature, high-pressure steam does not leak.

この電極装置についてより具体的に説明するため、オイ
ルサンドよりオイルを生産する場合の例を以下に述べる
In order to explain this electrode device more specifically, an example in which oil is produced from oil sand will be described below.

オイルサンドはクールサンドとも呼ばれ、カナダ、ベエ
ネゼラ、アメリカ合衆国に埋蔵が確認されている。
Oil sands, also known as cool sands, have been found in Canada, Venezuela, and the United States.

オイルサンド中のオイルは、砂の表面および砂と砂との
間隙に塩水と共存しているが、極めて粘度が高く自然に
存在する状態では流動性を有しない。
Oil in oil sand coexists with salt water on the surface of the sand and in the gaps between the sand, but it has extremely high viscosity and has no fluidity in its natural state.

オイルサンドの層は峡谷、川岸などで一部露出している
他は、大部分地下200〜500mの深さに数十mの厚
さで存在し、オイルサンドを堀り出し地上でオイルを分
離するのは経済性および環境保護の面から制約を受ける
ため、地中よりオイルのみを取り出す必要がある。
The oil sand layer is partially exposed in canyons, riverbanks, etc., but most of it exists at a depth of 200 to 500 meters underground and several tens of meters thick.The oil sand layer is excavated and separated on the ground. Because there are restrictions on economics and environmental protection, it is necessary to extract only the oil from underground.

また、地中の浅い層からのオイルの生産は陥没の危険が
あるため、地下300m以下の層から採取するのが望ま
しいとされる。
Furthermore, since oil production from shallow underground layers is at risk of cave-ins, it is said that it is desirable to extract oil from layers less than 300 meters underground.

通電によりオイルサンド層を加熱する電極装置において
、最も大きな問題はオイルサンド層の電気抵抗がオイル
サンド層上部の地層より高いということである。
The biggest problem with an electrode device that heats an oil sand layer by applying electricity is that the electrical resistance of the oil sand layer is higher than that of the stratum above the oil sand layer.

場所、条件によりそれぞれ異なるため一律に表示し難い
が、因にその平均値を示すと、オイルサンド層力月00
Ω−mであり、上部の地層は10Ω−mである。
It is difficult to express it uniformly because it differs depending on the location and conditions, but if we show the average value, the oil sand layer strength per month is 00
Ω-m, and the upper stratum is 10 Ω-m.

そのため鋼管で造られたケーシングに電極を連結しこの
電極をオイルサンド層に埋設した電極装置2本を設置し
て通電すると、電流の殆どが上部の地層部で消費される
ようになる。
For this reason, if two electrode devices are installed in which electrodes are connected to a casing made of steel pipes and the electrodes are buried in the oil sand layer and then energized, most of the current will be consumed in the upper stratum.

この現象を避けるためには、地層部にあるケーシング表
面に絶縁棲覆層を設けるか、あるいは電極をケーシング
から絶縁した状態にする必要がある。
In order to avoid this phenomenon, it is necessary to provide an insulating cover layer on the surface of the casing in the stratum, or to insulate the electrode from the casing.

この発明は後者の装置に関するもので、以下この装置に
ついて説明する。
The present invention relates to the latter device, and this device will be explained below.

この装置を横形的に示せば第1図のごとく電極装置が配
置される。
If this device is viewed horizontally, the electrode devices are arranged as shown in FIG.

第1図において、1,11は鋼管で作られたケーシング
、2,12はケーシング1,11に接合された絶縁物、
3,13は絶縁物2,12に接合された電極、4,14
は電極3゜13に電流を送るケーブルでこれを併せて電
極装置とよぶ。
In Fig. 1, 1 and 11 are casings made of steel pipes, 2 and 12 are insulators joined to the casings 1 and 11,
3, 13 are electrodes bonded to insulators 2, 12, 4, 14
is a cable that sends current to the electrode 3゜13, and this is collectively called an electrode device.

5は電源装置6はオイルサンド層、7は電極3,13の
間の電流、8は地上、9はオイルサンド上層、10はオ
イルサンド下層である。
Reference numeral 5 indicates a power supply device 6 in the oil sand layer, 7 indicates a current between the electrodes 3 and 13, 8 indicates the ground, 9 indicates an upper layer of oil sand, and 10 indicates a lower layer of oil sand.

オイルサンド層6に埋設した電極3,13に地上の電源
装置5よりケーブル4,14を通じて電王が印加される
と、オイルサンド層6中の電気抵抗に応じて電流7が流
れてジュール損が発生しオイルサンド層6が加熱される
When electric power is applied to the electrodes 3 and 13 buried in the oil sand layer 6 from the power supply device 5 on the ground through the cables 4 and 14, a current 7 flows according to the electrical resistance in the oil sand layer 6, generating Joule loss. Then, the oil sand layer 6 is heated.

このとき電流7の1部はオイルサンド上層9およびオイ
ルサンド下層10へ電流れるが、ケーシング1,11と
電極3゜13間に絶縁物2,12が介在するため、電流
7の洩れは小さく抑えられる。
At this time, part of the current 7 flows to the upper oil sand layer 9 and the lower oil sand layer 10, but since the insulators 2 and 12 are interposed between the casings 1 and 11 and the electrodes 3 and 13, the leakage of the current 7 is kept small. It will be done.

オイルサンド層6が温まれば通電を止め、電極装置の一
方のケーシング1の上部から熱水あるいは高温高圧水蒸
気を圧入すれば、オイルサンド層6中を通り、他方の電
他装置のケーシング11よりオイルとともに流出する。
When the oil sand layer 6 warms up, the electricity is turned off, and hot water or high-temperature, high-pressure steam is injected from the upper part of the casing 1 of one of the electrode devices. Spills out with oil.

熱水あるいは高温高圧水蒸気の流出をよくするため、電
極3,13には細孔があけられるのが普通である。
In order to improve the outflow of hot water or high-temperature, high-pressure steam, the electrodes 3 and 13 are usually provided with pores.

電極装置には通常、電極3,13にオイルサンド層6と
の接触抵抗をよくするため食塩水がパイプ(図示してい
ない)を通じて送り込まれ、食塩水とケーシング1,1
1とを分離するため、電極3.13上方に仕切板(図示
省略)が設けられて、さらζこ仕切板の上部には絶縁性
液体が充満されている。
In order to improve the contact resistance between the electrodes 3 and 13 and the oil sand layer 6, saline solution is normally fed into the electrode device through a pipe (not shown), and the saline solution and the casings 1 and 1
A partition plate (not shown) is provided above the electrode 3.13, and the upper part of the partition plate is filled with an insulating liquid.

これらの電気加熱に関する事項については、例えば米国
特許第3,946.809号とか、カナダ特許第1,0
22,062号に述べられている。
Regarding these matters regarding electric heating, for example, U.S. Patent No. 3,946.809 and Canadian Patent No. 1,0
No. 22,062.

電極装置は埋設時に破壊せず、埋設当初は上田に耐える
充分な強度を有し、通電時は温度上昇があり電極近傍は
電流密度高いためとくに著しいが変形や破壊を生ぜず、
内部に充満される液体の静子に耐え、かつ熱水あるいは
高温高圧水蒸気注入時に破壊せず漏洩しないことが要求
される。
The electrode device does not break when buried, has sufficient strength to withstand Ueda when it is first buried, and does not deform or break, although it is particularly noticeable because the temperature rises when electricity is applied and the current density is high near the electrode.
It is required to withstand the liquid that fills the inside, and to not break or leak when hot water or high-temperature, high-pressure steam is injected.

ちなみに、地下500mの個所に埋設された場合、内部
に充満される液体の比重を1とすれば50ky/cff
lの圧力がかかり、50ky/iの圧力を有する水蒸気
の温度は265°Cに達する。
By the way, if it is buried 500m underground, if the specific gravity of the liquid filled inside is 1, it will be 50ky/cff.
The temperature of the steam with a pressure of 50 ky/i reaches 265°C.

なおこの絶縁物2,12の上部はケーシング1う11に
、下部は電極3,13に接続されるので絶縁物2,12
には常に懸垂荷重が加わることになり、しかもその条件
は250°C〜300℃の高温状態下であるため、これ
を満す特性が要求される。
Note that the upper part of the insulators 2, 12 is connected to the casing 111, and the lower part is connected to the electrodes 3, 13, so the insulators 2, 12
A suspension load is always applied to the material, and the condition is a high temperature of 250° C. to 300° C., so properties that satisfy this are required.

次にこの絶縁物2,12は下端に電極3,13を・懸垂
し、上端はケーシング2,12に接続された状態で地下
数100mの地底に設置されるものであるから設置工程
で孔壁と接触したり衝突することは現実的には避は難い
条件になる。
Next, these insulators 2 and 12 have electrodes 3 and 13 suspended from their lower ends, and the upper ends are connected to the casings 2 and 12, and are installed several hundred meters underground, so the hole wall is removed during the installation process. In reality, contact or collision with other vehicles is an unavoidable condition.

全体の重量が重いため、僅かな接触も絶縁物2,12に
は犬・きな機械的衝撃になる。
Since the overall weight is heavy, even a slight contact causes a severe mechanical shock to the insulators 2 and 12.

この衝撃に耐え破損しない特性も要求される。Characteristics that can withstand this impact and prevent damage are also required.

上記の要求特性を満し、実用価値のある絶縁物2.12
を得るように多くの研究を重ねた。
Insulators that meet the above requirements and have practical value 2.12
A lot of research has been done to obtain this.

先ず検討したのは金属材で構成したフランジ付管状品の
全表面部にテフロンのような耐熱特性に優れた有機樹脂
質の被膜を構成したものを接続する方法である。
The first method we investigated was to connect a flanged tubular product made of metal with a coating made of an organic resin with excellent heat resistance, such as Teflon, over the entire surface.

懸垂荷重強度および機械的衝撃強度に関しては完全な特
性を保持するものが得られるが、フランジ部分の被膜構
成および絶縁を保持した接続方法が極めて困難であり、
常温条件下では必要とする絶縁特性を保持するものが何
とか得られるが現実の使用条件である常温〜250℃程
度の温度の反復にあうと本質的な熱膨張収縮率の差によ
りとくにフランジ部分に剥離現象を生じ、絶縁が破壊さ
れる事態に発展するという不可避の致命的欠陥が現われ
使用不能である。
Although it is possible to obtain a product that maintains perfect characteristics in terms of suspension load strength and mechanical impact strength, it is extremely difficult to create a connection method that maintains the coating structure and insulation of the flange part.
Under room temperature conditions, it is possible to somehow obtain a product that maintains the required insulation properties, but when exposed to repeated temperatures between room temperature and 250°C, which is the actual usage condition, the flange part in particular becomes weaker due to the inherent difference in thermal expansion and contraction coefficients. An unavoidable fatal defect occurs in which a peeling phenomenon occurs and the insulation is destroyed, making it unusable.

次に検討されたのは磁器材質である。The next material to be considered was porcelain.

そもそもこの絶縁物2,12には前記のように水(油)
音特性が要求されるものであるから、ケーシング1゜1
1、電極3,13および絶縁物相互間の接続方法を考慮
する必要がある。
In the first place, these insulators 2 and 12 contain water (oil) as mentioned above.
Since sound characteristics are required, the casing is 1°1.
1. It is necessary to consider the connection method between the electrodes 3 and 13 and the insulators.

一般的に考えられるのは磁器管の外周に金属管を焼嵌め
し、この金属管を溶接あるいは螺子等常法により接続す
ることである。
A commonly considered method is to shrink-fit a metal tube onto the outer periphery of a porcelain tube, and connect the metal tube by a conventional method such as welding or screwing.

この方法の場合常温では水(油)音特性は確保出来るが
、温度が上昇すると焼嵌め強度が低下し、懸垂強度の低
下に連らなること、焼嵌先端部に発生した応力番こより
破損するなどの欠陥が現われるようになる。
In this method, water (oil) sound characteristics can be ensured at room temperature, but as the temperature rises, the shrink-fitting strength decreases, leading to a decrease in suspension strength, and damage due to stress generated at the tip of the shrink-fitting. Defects such as these begin to appear.

この欠陥を除くために磁器管の両端に鍔部を設は接触面
にパツキン材を介在させ鍔部を金属質で締付ける方法が
あるが、この場合常温では十分特性は確保出来るが温度
が上昇すると磁器質との熱膨張率の差により、水(油)
音特性が低下するという不可避の欠陥が現われるように
なる。
In order to eliminate this defect, there is a method of installing flanges at both ends of the porcelain tube, interposing packing material on the contact surface, and tightening the flanges with metal.In this case, sufficient characteristics can be secured at room temperature, but when the temperature rises, Due to the difference in thermal expansion coefficient with porcelain, water (oil)
The inevitable defect that the sound characteristics deteriorate begins to appear.

その他磁脂質は本質的に機械衝撃強度が乏しいので、前
述のように設置作業工程において予期しない条件下で発
生する機械的衝撃により破損する可能性が極めて高いと
いう本質的な条件があるため、現実に使用する場合大き
な危険要素があるという不可避の欠点がある。
In addition, since magnetic lipids inherently have poor mechanical impact strength, there is an inherent condition that there is an extremely high possibility that they will be damaged by mechanical impact that occurs under unexpected conditions during the installation process, as mentioned above. The unavoidable drawback is that there is a large risk element when used in

本発明者らは上記欠陥を除去した有用な電気加熱用電極
装置を得ることに成功した。
The present inventors have succeeded in obtaining a useful electrode device for electric heating in which the above defects have been eliminated.

次にその内容を一実施例に基づいて詳細に説明する。Next, the contents will be explained in detail based on one embodiment.

先ず電極装置を構成する絶縁物2又は12であるがこれ
には第2図(こ示す絶縁管継手21を使用する。
First, for the insulator 2 or 12 constituting the electrode device, an insulating pipe joint 21 shown in FIG. 2 is used.

以下この絶縁管継手21の構成について説明する。The configuration of this insulated pipe joint 21 will be explained below.

図中22は第1の管状部材でケーシング1と同内外径寸
法の鋼管23の一端部に全周を包囲する鍔部24を有し
ている。
Reference numeral 22 in the drawing denotes a first tubular member, which has a flange 24 surrounding the entire circumference at one end of a steel pipe 23 having the same inner and outer diameter dimensions as the casing 1.

25は第2の管状部材で、鍔部24の外径より犬ぎな内
径を有する胴部26の上部Qこ鋼管23の外径より大き
く、鍔部24の外径より小さい内径を有する輪状の被部
27を、下部に雌螺子28を有する蓋部29と、一端部
がケーシング1と同内外径寸法を有する鋼管30で上部
に鋼管30の内径より太い筒状の空胴部31と外周に雄
螺子32を有する基部33とにより構成されている。
Reference numeral 25 denotes a second tubular member, which is a ring-shaped cover having an inner diameter larger than the outer diameter of the upper Q-shaped steel pipe 23 and smaller than the outer diameter of the flange 24. The part 27 has a lid part 29 having a female screw 28 at the lower part, a steel pipe 30 having the same inner and outer diameters as the casing 1 at one end, a cylindrical cavity part 31 thicker than the inner diameter of the steel pipe 30 at the upper part, and a male part on the outer periphery. The base portion 33 has a screw 32.

つまり、第2の管状部材25は第1の管状部材22の鍔
部24を間隙を保って収納する袋部34を一端部に有し
ている。
That is, the second tubular member 25 has a bag portion 34 at one end that accommodates the flange portion 24 of the first tubular member 22 with a gap maintained therebetween.

上記第2の管状部材25の蓋部29に第1の管状部材2
2を挿入した後、蓋部29に基部33を螺合させ一体構
造となし、第1の管状部材22の鍔部24と第2の管状
部材25の袋部34が間隙を保持するように保持し、こ
の間隙に絶縁物35を介装させ第1および第2の管状部
材を密封固着するとともに、この絶縁物36と一体に第
1の管状部材22の外周絶縁物35を、第2の管状部材
25の空胴部31に内径が鋼管30のそれ上回等の内周
絶縁物37を形成するものである。
The first tubular member 2 is attached to the lid portion 29 of the second tubular member 25.
2, the base 33 is screwed onto the lid 29 to form an integral structure, and held so that a gap is maintained between the flange 24 of the first tubular member 22 and the bag 34 of the second tubular member 25. Then, an insulator 35 is interposed in this gap to seal and fix the first and second tubular members, and integrally with this insulator 36, the outer insulator 35 of the first tubular member 22 is inserted into the second tubular member. An inner peripheral insulator 37 having an inner diameter larger than that of the steel pipe 30 is formed in the cavity 31 of the member 25.

上記絶縁物35,36,37はガラスマイカ塑造体によ
り構成されている。
The insulators 35, 36, and 37 are made of glass-mica plastic bodies.

ガラスマイカ塑造体とはガラス質の粉末とマイカの粉末
の混合粉末を原料さし、この原料粉末をガラス質が加圧
により流動可能な温度に加熱し、加熱状態で加用成形に
より造られる。
A glass mica molded body is produced by using a mixed powder of vitreous powder and mica powder as a raw material, heating the raw material powder to a temperature at which the vitreous material can flow under pressure, and then molding in the heated state.

この絶縁管継手21は専用の成形型(図示せず〕を使用
し、所定温度に加熱しておき第1の管状部材22と第2
の管状部材25を第2図に示すように組立て5所定温度
に加熱し、加熱状態で成形型内に挿填し、次に原料粉末
は第1の管状部材22の鋼管23とその外周に存在する
成形型の間隙部に挿填可能な筒状形態に予備成形体を成
形しておき、これを所定温度に加熱し、加熱状態で挿填
し、直ぐ加圧を行い外周絶縁物36の方から絶縁物35
、内周絶縁物37に向って用人介在させて造られる。
This insulating pipe joint 21 is made by using a special mold (not shown) and heating the first tubular member 22 and the second tubular member to a predetermined temperature.
The tubular member 25 of the first tubular member 22 is heated to a predetermined temperature as shown in FIG. A preform is molded into a cylindrical shape that can be inserted into the gap of the mold, heated to a predetermined temperature, inserted in the heated state, and immediately pressurized to form the outer insulator 36. Insulator 35
, the inner peripheral insulator 37 is constructed by human intervention.

上記予備成形体はガラス質に日本フェロ−株式会社製の
42312の鉄器琺瑯用釉薬を200メツシユに粉砕し
た粉末45W%と、合成全弗素マイカの粉末60〜20
0メツシュ品55W%を混合し、水5W%を加えて湿潤
状態にしたものを原料とし、1500grを秤取し、別
の成形型(図示せず)を使用し、冷間加圧成形により円
筒形状品を作成し、120℃の乾燥器中に2時間保持し
、水分を除去し、作成を完了した。
The above-mentioned preform is made of vitreous material containing 45W% powder of 42312 ironware enamel glaze manufactured by Nippon Ferro Co., Ltd., crushed into 200 mesh, and 60~20% synthetic total fluorine mica powder.
A raw material was prepared by mixing 55W% of a 0-mesh product and adding 5W% of water to make it wet. 1500g was weighed out and made into a cylinder by cold pressure molding using another mold (not shown). A shaped article was created and kept in a dryer at 120° C. for 2 hours to remove moisture and complete the creation.

第2の管状部材25の蓋部29と基部33との結合は螺
子で行なっているが、両者の結合は溶接で行なってもよ
い。
Although the lid portion 29 and the base portion 33 of the second tubular member 25 are connected by screws, they may be connected by welding.

又第2の管状部材25の被部27を4等分し、その中の
2つを切欠き、この切欠部を通って第1の管状部材22
の鍔部24が袋部34に収納されるように上記鍔部24
を切欠いて、第2の管状部材25の袋部34?こ第1の
管状部材22の鍔部24を収納するようにしてもよい。
Further, the covering part 27 of the second tubular member 25 is divided into four equal parts, two of them are cut out, and the first tubular member 22 is passed through the cut parts.
The flange portion 24 is arranged so that the flange portion 24 is stored in the bag portion 34.
The bag portion 34 of the second tubular member 25 is cut out. The collar portion 24 of the first tubular member 22 may be housed.

なお絶縁管継手及びその製造方法の詳細は同出願人の同
日出願特許昭55−51152号に記載しである。
The details of the insulated pipe joint and its manufacturing method are described in Patent No. 55-51152 filed on the same day by the same applicant.

・ この構造の絶縁管継手は両端に発生した引張り力は
袋部34と鍔部24の間の圧縮力になるようになってい
る。
- In the insulated pipe joint with this structure, the tensile force generated at both ends becomes a compressive force between the bag portion 34 and the collar portion 24.

一般にこの種の絶縁物の子線強度は引張り強度に比し遥
かに大きいものであり、しかもこの構造の場合、圧縮力
の加わる対向面積も大きくすることにより、単位面積当
りの荷重は任意に調節することが可能であるため、機械
的強度に関しては危惧する点はほとんど存在しない。
Generally, the wire strength of this type of insulator is much higher than the tensile strength, and in the case of this structure, the load per unit area can be adjusted arbitrarily by increasing the facing area where compressive force is applied. Therefore, there are almost no concerns regarding mechanical strength.

なお高温時、この場合には約300℃の温度であるが耐
熱特性は原料粉末に使用するガラス質の熱特性と密接に
関係する。
Note that at high temperatures, in this case about 300° C., the heat resistance properties are closely related to the thermal properties of the glass used for the raw material powder.

とくに転位温度との関係は顕著である。In particular, the relationship with dislocation temperature is remarkable.

転位温度が550℃〜600℃のものを使用した場合3
00℃における機械的強度の低下はほとんど現われない
When using a material with a dislocation temperature of 550°C to 600°C 3
There is almost no decrease in mechanical strength at 00°C.

次に機械的衝撃特性であるが、絶縁物であるガラスマイ
カ塑造体の原料であるマイカ粉末は完全な剥片形状をし
でおり、各剥片の平均面積径と厚すの比は一般に30〜
50:1の比率を保持している。
Next, regarding mechanical impact properties, mica powder, which is the raw material for glass mica molded bodies that are insulators, has a perfect flake shape, and the ratio of the average area diameter and thickness of each flake is generally 30 to 30.
A ratio of 50:1 is maintained.

そのためガラスマイカ塑造体は完全な積層形状をしてお
り、単なる粉末を含有する成形品と異なり、大きな弾性
を有している。
Therefore, the glass mica plastic body has a completely laminated shape, and unlike a molded product containing mere powder, it has high elasticity.

上記理由により一般の無機質絶縁物に比し遥かに大きい
冷熱および機械衝撃強度を有しており、埋設工事中にお
ける予期しない衝撃に対して十分耐え得る強度を保持す
るものである。
For the above reasons, it has far greater thermal and mechanical impact strength than general inorganic insulators, and maintains sufficient strength to withstand unexpected impacts during burial work.

この絶縁管継手の最大の問題点は、沿面絶縁長を極端に
長くすることが困難なことにあり、その長さは鋼管23
の径と同一寸法程度が限度である。
The biggest problem with this insulated pipe joint is that it is difficult to make the creepage insulation length extremely long;
The limit is about the same size as the diameter of.

その理由は金属である鋼管23の熱膨張特性が直線的で
あるのに、ガラスマイカ塑造体のそれはガラス質と同様
、転位温度が存在し、転位温度附近゛で屈曲することに
あり、上記限度を起すと温度の上昇下降の反復により、
亀裂を発生する危険がある。
The reason for this is that while the steel pipe 23, which is a metal, has linear thermal expansion characteristics, the glass-mica plastic body, like glass, has a transition temperature and bends near the transition temperature. When the temperature rises and falls repeatedly,
There is a risk of cracking.

さて、上記絶縁管継手21を使用した電極装置の一実施
例の構造を第3図に従い説明する。
Now, the structure of an embodiment of an electrode device using the above-mentioned insulating pipe joint 21 will be explained with reference to FIG.

図において1〜4は第1図のそれと同じである。In the figure, numerals 1 to 4 are the same as those in FIG.

第3図a(右半分)は、基本構成を示す、絶縁物2は絶
縁管継手212ケにより構成されており、両端にケーシ
ング1および電極3が接続されている。
FIG. 3a (right half) shows the basic configuration. The insulator 2 is composed of 212 insulating pipe joints, and the casing 1 and the electrode 3 are connected to both ends.

各の接続は溶接、螺子等金属接合の常法により容易に実
施可能である。
Each connection can be easily made by conventional metal joining methods such as welding and screws.

この電極装置の場合、各部分の内径寸法が同一の連通孔
になっているので、前記の仕切板等必要部品は容易に取
付けることが出来る。
In the case of this electrode device, since each part has a communicating hole with the same inner diameter, necessary parts such as the aforementioned partition plate can be easily attached.

なおこの基本構成図では絶縁管継手212ケで絶縁物2
が構成されているが沿面絶縁長を確保するためには、そ
の数を増して接続すればよG)。
In addition, in this basic configuration diagram, there are 212 insulating pipe fittings and 2 insulators.
However, in order to ensure the creepage insulation length, it is better to increase the number and connect them.

またこの絶縁管継手21の使用は絶縁物2の構成に限定
されず、ケーシング1の中間に使用することも可能であ
る。
Further, the use of this insulating pipe joint 21 is not limited to the configuration of the insulator 2, but it can also be used in the middle of the casing 1.

次に前記のように絶縁物2の外周部に濃度の高い食塩水
が存在し、とくに高い沿面絶縁抵抗が要求される場合に
は第3図b(左半分)に示すように絶縁管継手21め外
周に耐熱特性lこ富む有機系の被覆材41を構成するこ
とにより、容易Qど必要特性を確保することが可能で、
例えば収縮タイプのテフロン管を使用して被覆材41を
構成することは有効な方法である。
Next, as mentioned above, if there is a highly concentrated saline solution on the outer periphery of the insulator 2 and a particularly high creeping insulation resistance is required, the insulated pipe joint 21 is connected as shown in FIG. 3b (left half). By configuring the organic coating material 41 with high heat resistance properties on the outer periphery, it is possible to easily ensure the necessary properties such as Q.
For example, it is an effective method to construct the covering material 41 using a shrinkable Teflon tube.

以上説明したように、この発明は、特殊な絶縁管継手を
使用して、ケーシングと電極を連結している。
As explained above, the present invention uses a special insulating pipe joint to connect the casing and the electrode.

絶縁管継手の両端に発生した引張り力は袋部と鍔部の間
の圧縮力Oこなるようになっている。
The tensile force generated at both ends of the insulated pipe joint is equal to the compressive force O between the bag portion and the collar portion.

絶縁物の圧縮強度は引張り強度に比し、はるかに大きい
ものであるため本発明の電極装置は、機械的強度が大き
く、地下資源の回収に係わる厳しい条件下の圧力、機械
的衝撃強度にも充分耐えることができる。
Since the compressive strength of an insulator is much higher than its tensile strength, the electrode device of the present invention has high mechanical strength and is resistant to pressure and mechanical impact under severe conditions related to underground resource recovery. It can withstand enough.

又絶縁管継手の管状部材の内外部の円面に絶縁物を設け
たり、又は絶縁管継手自体の外周面を絶縁物で被覆した
りすると、沿面絶縁距離が長くなり、ケーシングと電極
との絶縁を一層良好にすることができる。
In addition, if an insulator is provided on the inner and outer circular surfaces of the tubular member of an insulated pipe joint, or if the outer circumferential surface of the insulated pipe joint itself is covered with an insulator, the creepage insulation distance becomes longer and the insulation between the casing and the electrode increases. can be made even better.

又絶縁管継手の絶縁物としてガラスマイカ塑造体を用い
ると、高温に充分耐える電極装置を得ることができる。
Furthermore, if a glass mica plastic body is used as the insulator of the insulated pipe joint, an electrode device that can sufficiently withstand high temperatures can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は電気加熱用電極装置によりオイルサンド層を加
熱する状態を模型的に示した図、第2図は電極装置を構
成する絶縁に使用する絶縁管継手の一実施例の構造を示
す縦断面図、第3図は絶縁管継手により構成し差絶縁物
を使用した電極装置の一実施例を示す縦断面図で第3図
a(右半分)はその基本構成を、第3図b(左半分)は
絶縁管継手の外周面を絶縁物で被った状態を示す図であ
る。 図中、1,11はケーシング、2,12は絶縁物、3,
13は電極、4,14はケーブル、5は電源、6はオイ
ルサンド層、7は電流、8は地上、9はオイルサンド上
層、10はオイルサンド下層、21は絶縁管継手、23
は第1の管状部材、24は鍔部、25は第2の管状部材
、34は袋部、35.36,37,41は絶縁物である
。 なお図中同一符号は同一もしくは相当部分を示す。
Fig. 1 is a diagram schematically showing the state in which an oil sand layer is heated by an electric heating electrode device, and Fig. 2 is a longitudinal cross-sectional view showing the structure of an example of an insulated pipe joint used for insulation constituting the electrode device. 3 is a longitudinal cross-sectional view showing an embodiment of an electrode device constructed from an insulated pipe joint and using differential insulation; FIG. 3a (right half) shows its basic configuration; and FIG. 3b ( The left half) is a diagram showing a state in which the outer peripheral surface of the insulating pipe joint is covered with an insulating material. In the figure, 1 and 11 are casings, 2 and 12 are insulators, 3,
13 is an electrode, 4 and 14 are cables, 5 is a power source, 6 is an oil sand layer, 7 is a current, 8 is above ground, 9 is an upper layer of oil sand, 10 is a lower layer of oil sand, 21 is an insulated pipe joint, 23
24 is a flange, 25 is a second tubular member, 34 is a bag, and 35, 36, 37, and 41 are insulators. Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or equivalent parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 (イ)地下に埋設される金属製管状ケーシング、(
ロ)地下の炭化水素系地下資源に埋設され、上記地下資
源に電流を流す電極、(ハ)一端部に鍔部を有する第1
の管状部材、この第1の管状部材の鍔部を間隙を保って
収納した袋部を一端部に有する第2の管状部材、及び上
記鍔部と袋部との間隙に介在し、第1と第2の管状部材
を密封固着すると共に、第1と第2の管状部材間を電気
的に絶縁するように設けた絶縁物で構成され、上記ケー
シングと上記電極を連結すると共に、電気的に絶縁する
絶縁管継手、及び2上記電極に接続され電流を供給する
ケーブルを備えた炭化水素系地下資源の電気加熱用電極
装置。 2 絶縁管継手は複数個が連結されたものである特許請
求の範囲第1項記載の炭化水素系地下資源の電気加熱用
電極装置。 3 絶縁管継手の絶縁物は鍔部と袋部との間隙に介在し
た絶縁物と、この絶縁物に連続して管状部材の内外部の
周面に設けた絶縁物である特許請求の範囲第1項又は第
2項記載の炭化水素系地下資源の電気加熱用電極装置。 4 絶縁管継手の絶縁物はガラス質及びマイカの粉末か
らなるがラスマイカ塑遺体である特許請求の範囲第1項
ないし第3項のいずれかに記載の炭化水素系地下資源の
電気加熱用電極装置。 5 絶縁管継手の外周面を絶縁物で被覆した特許請求の
範囲第1項〜第4項記載の炭化水素系地下資源の電気加
熱用電極装置。 6 絶縁管継手の外周面にテフロンを被覆した特許請求
の範囲第5項記載の炭化水素系地下資源の電気加熱用電
極装置。
[Claims] 1. (a) A metal tubular casing buried underground, (
(b) An electrode buried in an underground hydrocarbon-based underground resource, which allows current to flow through the underground resource, (c) A first electrode having a flange at one end.
a second tubular member having at one end a bag portion that accommodates the flange portion of the first tubular member with a gap therebetween; The second tubular member is sealed and fixed, and the insulator is provided to electrically insulate between the first and second tubular members, and connects the casing and the electrode and is electrically insulated. An electrode device for electric heating of hydrocarbon-based underground resources, comprising an insulated pipe joint for electrically heating hydrocarbon-based underground resources, and a cable connected to the two electrodes for supplying current. 2. The electrode device for electrically heating hydrocarbon-based underground resources according to claim 1, wherein a plurality of insulating pipe joints are connected. 3. The insulator of the insulated pipe joint includes an insulator interposed in the gap between the collar and the bag, and an insulator provided on the inner and outer circumferential surfaces of the tubular member in continuation with this insulator. An electrode device for electrically heating hydrocarbon-based underground resources according to item 1 or 2. 4. The electrode device for electrical heating of hydrocarbon-based underground resources according to any one of claims 1 to 3, wherein the insulator of the insulating pipe joint is made of glass and mica powder and is a plastic body of las mica. . 5. An electrode device for electrically heating hydrocarbon-based underground resources according to claims 1 to 4, wherein the outer peripheral surface of the insulated pipe joint is coated with an insulator. 6. The electrode device for electrically heating hydrocarbon-based underground resources according to claim 5, wherein the outer peripheral surface of the insulating pipe joint is coated with Teflon.
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