JPS6016696A - 炭化水素系地下資源の電気加熱用電極装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、炭化水素系地下資源の電気加熱用電極装置
およびその製造方法に関するものであり、さらに詳しく
いうと、地中に存在する高粘度低流動性の炭化水素を井
戸から採取するに際して、炭化水素の流動性を高めるた
めに、地下に存在する炭化水素含有層に通電し加熱する
ために使用する電気加熱用電極装置およびその製造方法
に関するものである。

地中に存在する高粘度、低流動性の炭化水素の代表的な
ものとして、一般にオイルサンドあるい・まタールサン
ドと呼ばれるものに含まれるビチューメン、ならびにオ
イルシェールと呼ばれるものに含まれるケロゲン等があ
る。

現在、経済的効果を配慮し、専ら研究対象になっている
のはオイルサンドである。地下に存在する油層の加熱方
法として現実に研究が進められているのは、地下の油層
に達する鋼製のケーシングを埋設して熱水あるいは高温
高圧の水蒸気を注入する方法と、油層に適当な間隔を保
持してλケの電極を埋設して電極間に通電してジュール
熱により加熱する方法である。前者の方法は装置的には
容易であるという長所がある反面、効率が悪いという短
所がある。後者の方法は効率的にはきわめて良好である
と（ミうことが、理論的あるいは実験的に認められてい
るが、装置としてきわめて雛かしいという短所がある。

この発明は、後者の電気加熱方法に使用する電極装置に
関するものである。電気加熱方法は単独では地中のオイ
ルサンドを採取することは不可能である。電気加熱方法
の場合、ケーシングの下部に管状の電極を設け、通電に
よりオイルの粘性を低下させた後片方のケーシングを通
じて高温高圧の水蒸気を注入し他方のケーシングを通じ
てオイルを採取する方法がとられる。

以下、理解を容易圧するために、オイルサンドの存在状
態、採取方法を含め電極装置に要求される特性について
説明する。オイルサンドはカナダ、アメリカ合衆国、ベ
ネゼラ等圧埋蔵が確認されている。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ともに
存在しているが、きわめて粘度が高く、自然に存在する
状態では流動性を有しない。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〜Ｓ
θθｍの深さに数１ｏｔｎの厚さの層をなして存在して
いる。オイルサンドを掘り出し、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。また地
中の浅い層からのオイルの採取は地殻が陥没する危険が
あるため４、地下３θ０ＴｒＬ以下の層から採取するの
が望ましいとされている。

この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、すなわち、オイルサンド上層
より高いということである。

場所１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、オイルサンド層がｔ　０
０　Ｑｍであり、上部の地層は／　ｏ　Ｑｍである。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一本を設置して
通電すると、型締の殆どが上部の地層部で消費されるよ
うになる。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被覆層を設けるか、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。

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。

この装置を模型的に示せば、第１図に示すよ５に電極装
置が配置されている。第１図において、鋼管で作られた
ケーシング／、ｌ／の下端にそれぞれ絶縁部材コ、ｌコ
を介して電極３，１３が結合され、電極３，１３にはケ
ーブルｑ、ｉｌＩによって電源装置５が接続されている
。オイルサンド層乙に埋設した電極３，１３に地上の電
源装置！よりケーブル＃、／ｌを通じて電圧が印加され
ると、オイルサンド層６中の電気抵抗に応じて電流７が
流れてジュール熱が発生し、オイルサンド層６が加熱さ
れる。このとき電流７の１部はオイルサンド下層？およ
びオイルサンド下層１０へも流れるが、ケーシングｉ、
ｉｔと電極３，１３間に絶縁部材コ、／２が介在するた
めに、電流７の洩れは小さく抑えられる。オイルサンド
層６が所定の温度になれば通電を止め、電極装置の一方
のケーシングｌの上部から熱水あるいは高温高圧水蒸気
を圧入すると、この熱水あるいは水蒸気はオイルサンド
層６中を通り、他方のケーシング／ｌよりオイルと共に
流出する。熱水あるいは高温高圧水蒸気の流出をよくす
るために、電極３，１３には多数の細孔が設けられるの
が普通である。

電極装置には通常、電極３．／３とオイルサンド層６と
の接触抵抗を低くするために食塩水が別のパイプ（図示
せず）を通じて送り込まれ、食塩水とケーシング／、／
／とを分離するため、電極３．１３上方に仕切板（図示
せず）が設けられ、さらに仕切板の上部には絶縁性液体
が充満される。

このような電極装置は埋設時に破壊せず、埋設当初は土
圧に耐える充分な強度を有し、通電時は温度上昇があり
、特に、電極近傍は電流密度が高いために特に著しいが
、それでもなお変形や破壊を生ぜず、内部に充満される
液体の静圧に耐え、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。ちな
みに、地下Ｓθθｍ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ｌとすればＳ０￥！の圧力がかか
り、ｇｏ￥ｌの圧力を有する水蒸気の温度はコロ！℃に
達する。

なお、この絶縁部材コ、／コの上部はケーシング／、　
／／に、また、下部は電極３　、　／　、？に接続され
るので絶縁部コ、ｌλ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２３０〜３００℃の高温状態
下であるために、これを満す特性が要求される。次にこ
の絶縁部材コ、／２は下端に電極３，１３を懸垂し、上
端はケーシングコ、ｌコに接続された状態で地下数ｌθ
Ｏｍの地中に設置されるものであるから、設置工程で穴
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。従って、全体の重量が重いために。

僅かな接触も絶縁部材コ、ｌコには大きな機械的衝撃に
なり、この衝撃に耐え破損しない特性も要求される。

本発明者らは、有用な電気加熱用電極装置を得るべく、
まず、有用な絶縁部材となる絶縁管継手の研究を行った
。特性目標として次の項目を挙げた。すなわち、電極を
懸垂保持するので機械的強度が大きいこと１両電極間に
％θθ０〜Ｓ、ＯθＯＶの電圧が印加されるので高い耐
電圧特性を有すること、電極間の通電により温度が上昇
し約３００℃の温度になるが、この温度条件下において
も、前記機械および電気的特性を保持すること、耐冷熱
衝撃特性に富むこと、埋設時に穴壁との接触が必然的に
発生するので機械的衝撃強度が大きいこと、中央貫通孔
の内径が上部のケーシング／、ｌ／および電極：Ｉ、／
、ｌの内径と等しく流通抵抗が低いこと、なお上記条件
下において高度の水（油）密特性を保持すること、及び
経年変化がなく長期信頼性を有すること、ならびに上下
のケーシングｌ。

／／および電極３，１３と容易に接続できること等であ
る。

本発明者らは、上記目標の特性を具備した絶縁管継手を
得ることに成功した。この絶縁管継手の構成を第２図に
より説、明する。まず、製品構造は第２図（ａ）に示す
ように、それぞれ鋼材で造られた中空円筒の内部金具！
／、外部金具、２．２とその間隙部に介在する絶縁物２
弘により構成されている。

内部金具Ｊ／は下端部に外周環２／−／が形成されてい
る。外部金具、２λは上部金具２２−／と下部金具２−
一λにより構成され、上部金具Ｊコーｌは上端部に内部
金具２／の外周環−／−／と対向する内周環コ２−３が
形成されている。この内周環コ２−３は、内部金具コｌ
の壁部λｌ−コの外周を貫入させた後、その下端部を下
部金具２２−コの壁部、２２−Ｆの外周部に螺合もしく
は溶接釦より結合、２！される。なお壁部２コーグの内
径は内部金具Ｕ／の内径より大きくなっている。絶縁物
コグは内部金具ｊ／と外部金具ココの間隙部を充填する
とともに、これ忙連続して、内部金具２１の壁部２／−
コの外周面および外部金具、２−の壁部２−一ダの内周
面にわたって延設されている。

次に絶縁物２弘であるが、ガラス・マイカ塑造体が使用
されている。このガラス・マイカ塑造体とは、ガラス質
の粉末とマイカの粉末との混合物を原料とし、この原料
粉末をガラス質が軟化して加圧により流動可能な温度に
加熱し、加熱状態で加圧成形して得られる絶縁物のこと
である。

この絶縁管継手は、第２図（ｂ）に示す形状の内金３７
と外金３２．３３を用意し、専用の成形型（図示せず）
を使用して上記のガラ、ス・マイカ塑造体からなる絶縁
物コグを成形した後、機械加工により第２図（ａ）に示
す絶縁管継手に仕上げられる。

ここで、ガラス・マイカ塑造体には、ガラス質の転位温
度以下における熱膨張率が、各金具を構成する鋼材のそ
れより小さいものを使用する。成形時の温度は、金具お
よびガラス・マイカ塑造体いずれもガラス質の転位温度
より冒いので、成形後の冷却過程においてガラス・マイ
カ塑造体の外周面は外金３２．３．３により強力に締付
けられてい・る。次に温度が上昇すると、この面の締付
力は減少するが、逆にガラス・マイカ塑造体の内周面は
内金３７の外周面により強力に締付けられるようになる
。

この絶縁管継手の場合、内部金具、２／にけ外周環コ／
−／が外部金具、２２には内周環コ２−３が設けられて
おり、両者とも絶縁物２グの内外周両面に金具部が存在
しているので、温度の上昇下降によって緩みを生ずるこ
とは全くない。そのため、常温乃至３θＯ℃の温度領域
において水（油）密特性は勿論のこと所要の機械的強度
が保持される。

また、内部金具２／の外周環２１−／と外部金具、２２
の内周環、２ｕ−３が対向しているので、懸垂荷重強度
もきわめて大きい。

最後に、上記絶縁管継手のケーシングｔ、ｉｉおよび電
極３，１３との接続圧ついては、螺子圧よる螺子接合あ
るいは溶接接合が可能であり、螺子接合の場合には第２
図（ａ）　Ｋ示すように、内部金具λ／、外部金具、２
２の内面にそれぞれ螺子、２３−／−，２３−コが螺設
される。

上記のように、この絶縁管継手は電極装置用の絶縁管継
手として必要な特性を殆んど具備するものであるが沿面
絶縁特性に不可避の欠陥がある。

そもそも、この電極装置は前記のように電極とオイルサ
ンド層の接触抵抗を低くするために食塩水がパイプを通
じて送り込まれる。そのため絶縁管継手の外周部にも食
塩水が介在するようになるため、外周部に長い沿面絶縁
部が形成され、高い沿面絶縁特性を確保する必要がある
。しかし、内周面については、食塩水とケーシングｉ、
ｉ、ｔとを分離するために、あとでみるように、電極３
゜１３の上部に仕切板を設けることができ、さらに仕切
板の上部には絶縁性液体が充満されるので、内周面には
沿面絶縁特性について問題になる欠陥は存在しない。

さて、この絶縁管継手の外周沿面絶縁特性は、内部金具
、２／の壁部コ／−一の外周面に形成される絶縁物、２
ｆ−／の長さにより決まるが、その形成し得る長さには
自ずと限界があり、その内径寸法の約％が限度である。

その理由は、主として成形性の問題で、この壁を突破す
るには膨大な成形設備を必要とし、価格面を併せ考慮す
ると上記の限界におさえられる。

この発明は、以上の事情に鑑みてなされたもので、各種
特性についてきわめて優れた特性を具備する上記の絶縁
管継手を活用し、外面の沿面絶縁特性を他の手段で確保
して全要求特性を具備する電極装置を実現するもので、
さらに詳しくは１．２個の絶縁管継手の内部金具を対向
させ、その間に金属管の外周面に絶縁層を形成した絶縁
管を接合して介在させ、上記絶縁層と絶縁管継手の内部
金具の外周面にある絶縁層の間に両者を連結する連結絶
縁物を形成することにより、外周面の沿面絶縁叱謄確保
−ウる炭化水素系地下資源の電気加熱用電極装置および
その製造方法を提供することを目的とするものである。

ここで、まず問題になるのは、外周面に強固に被着され
た絶縁層を有する絶縁管を得ることである。使用条件が
常温乃至１００℃程度の温度領域の場合には、耐食特性
等を含め有機質の絶縁層を形成することにより容易に目
的品を得ることができるが、この電極装置のように使用
状性が３０θ℃程度になると、事態は大きく変化する。

まず、３００℃の耐熱特性を保持する材料を選択する必
要がある。

かかる特性を保持する材料を有機材料中にめると、ポリ
弗化エチレン（テフロン）あるいはポリエーテル、エー
テルケトン（ピーク）等がある。

これらの材料は基体である鋼管材料と熱膨張率が一桁異
なりきわめて大きいので、温度が上昇するとポリ弗化エ
チレンのように柔軟性を有する材料は大きく変形し、柔
軟性を有しないポリエーテルエーテルケトン等は破損現
象に発展する。この傾向は、形状が小型で膨張、収縮の
差の絶対量が僅少の場合には上記現象を避ける手段が考
えられるが、直径、長さ等、形状が大きくなると膨張、
収縮の差の絶対量が大きくなる。これは必然的な物理的
現象であり、これを避けることは本質的に不可能である
。この電極装置の場合、直径が２０θ〜２ｋＯｖａ長さ
が７％　、２ｆｉ程度のものが必要であるため、上記の
有機材料による絶縁層の構成は全く考えられない。

鋼管の外周面圧、常温〜３θθ℃の温度領域において、
剥離、破損などの現象を生じない絶縁層を有する絶縁管
の場合、常温〜３０θ℃の温度領域における絶縁物の熱
膨張率が鋼管のそれと近似であることが必須条件になる
。この必須条件を満すとともに、常温〜３ｏｏ℃の温度
領域において所要の電気的および機械的特性を有し、耐
冷熱衝撃特性に富み、優れた耐食特性を具備して長期信
頼性を有する絶縁物材料といつことになると、その選択
範囲は極端に限定される。

そこで、この発明では、まえにみた絶縁管継手の絶縁物
に使用したガラス・マイカ塑造体を鋼管の外層面に絶縁
物として形成した絶縁管を使用する。この絶縁管を第３
図により説明する。第３図（ａ）は絶縁管の構造を示し
、金属管２乙に被覆絶縁物−７が形成されたもので、金
属管２乙に熱膨張率がｉｉｇｘｉθ−６の鋼材を使用し
、被覆絶縁物コアには常温〜弘θθ℃における熱膨張率
が１１５Ｘ　／　０−’のガラス・マイカ塑造体を使用
している。

かように両者の熱膨張率がきわめて近似しているので、
常温〜３０θ℃の温度上昇あるいは下降にあっても剥離
、破損などの現象は全く発生しない。

この被覆絶縁物コアを構成するガラス・マイカ塑造体の
熱膨張率は、絶縁管継手の前記の絶縁物２ダより熱膨張
率が大きい。これは原料加スに熱膨張率の大きいものを
使用することにより得ることができる。

次に、この発明の最大の要点である第２図（ａ）に示し
た絶縁管継手の外周絶縁物ｊｐ−ｔと第３図に示す絶縁
管コの被覆絶縁物、２７とを、絶縁を保持して接続する
方法について説明する。

まず、絶縁管は、第３図（ｂ）および第９図（ａ）に示
すように、両端面の被覆絶縁物２７の一部を除去、２ｇ
−／Ｌ、金属管、２６を露出させる。また絶縁管継手は
、第ダ図（ａ）に示すように、内部金具！／の壁部２１
−コの内径を金属管２乙の内径と同一寸法に仕上げ先端
部の外周絶縁物、２＃−／の一部を除去２１−．２して
壁部、２．／−２を露出させる。

次に外周絶縁物２’ｌ−１の一部を除去２ｇ−２した絶
縁管継手の壁部２／−２と、同じく被覆絶縁物２７の一
部を除去２ｇ−１した金属管：１．Ａの両端面を突き合
せる。この場合、壁部２／−Ｊと金属管コロの内径およ
び外径寸法を同一圧しておくことが最も望ましい。次に
突き合わせた接面部を溶接２９により接合する。この溶
接は電子ビーム溶接によるのが周辺部の温度上昇がきわ
めて少い点で最も理想的である。このようにして、第弘
図（ｂ）に示すように、絶縁管１００の両端に絶縁管継
手／Ｑ／を結合して一体構造品とし、この接合部２９に
第７図（ｂ）　ｖｃ示すように両側の絶縁物コグーｌお
よび被覆絶縁物２７ＶＣ密着して絶縁性を保持するよう
に連結絶縁物３Ｑを構成することにより、外周絶縁物２
’ｌ−／、連結に！！縁初物３θよび被覆絶縁物２７は
一連の外周絶縁物を形成し１両端の絶縁管継手１０１の
外周面の沿面絶縁特性が確保されることになる。

上記の連結絶縁物３０は、次の諸条件を具備する必要が
ある。隣接する絶縁物２’！−／および被覆絶縁物、２
７と完全な絶縁特性を保持するためには接触面に空隙が
存在してはならない。使用条件が常温乃至３００℃の温
度範囲になるので、その熱膨張率は基本である壁部２／
−一および金属管２６とよく一致することが必須条件で
あり、温度の上昇、下降の反復にあっても間隙を生ずる
ような現象を示してはならない。その他、耐食性を有す
るとともに必要な機械的強度も保持する必要がある。こ
れらの条件を満たす材料ということになれば、その選択
範囲は大きく制限される。その点、絶縁管継手および絶
縁管の絶縁物に使用しているガラス・マイカ塑造体は、
材料的にはきわめて好適な材料であるが、如何にして連
結絶縁物３０を成形するかが問題になる。

本発明者らは、多くの研究と実験を重ねた結果、この連
結絶縁物３θを成形することに成功した。

以下、その方法の一実施例を説明する。その成形には専
用の成形用金型を使用する。第Ｓ図（ａ）　、　（ｂ）
に従い成形用金型および成形方法を説明する。

成形用金型は、下面と上面が互いに接面する下金３１と
下金３２で成形部を構成し、接面部の中央に絶縁管継手
ｌθｌと絶縁管ｉｏｏを接合した接合体１０２を嵌合し
て装填し得る貫通孔３３を有し、中心部に連結絶縁物３
０を構成する際、原料の流動を容易にするために現状の
空間部３１が設けられている。また下金３７の上部には
空間部３ダに通ずる充填孔３Ｓが設けてあり、下型３２
には底部に溜部３６が設けである。この溜部３６と空間
部３４！は流通孔３７によって連通している。

３ｇは原料充填金で、その下面は下金３１の上面と接面
し、中央に原料充填室３りを有し、その底部に下金Ｊ／
の充填孔３ｊに連通する流出孔ｑ。

が設けである。加圧金４ｔ／は原料充填室３デ内忙嵌合
する。台金グコはその上面が下金３２の下面と接面して
いる。なお、下金３１．下金３２および原料充填金３ｇ
は成形完了後の分解の容易性を前置し、縦方向にコ分割
したものを使用することがある。ただし、この場合には
、加圧成形時に相対変位することを防ぐための処置を必
要とする。

次に連結絶縁物３θの原料について説明する。

ガラスとマイカは、絶縁管継手ｉｏｔおよび絶縁管１０
０の絶縁物として使用したものと同じものを使用する。

混合比率は後に詳記するが、絶縁管継手１０／の絶縁物
、２ダおよび絶縁管ｌθθの被覆絶縁物、２７のものよ
りガラス粉末を多くし、ガラス粉末！Ｏ容積％とマイカ
粉末ＳＯ容積％を混合したものを使用する。上記混合粉
末圧約３重量％の水分を加えて湿潤状態にし、冷間加圧
成形（成形部は図示せず）により、原料充填室３９に装
填できる円筒体に成形し、乾燥して水分を除去した予備
成形体弘３として使用する。

、成形は台金ダコと下金３２を組立て、その上に下金３
１と原料充填金３ｇを組立てたものを載置し、加圧金ダ
ｌは組立てずにｔＩｓｏ℃に、接合体ｉ、ｏコは環状炉
を使用して接合部２？の周辺なグθＯ℃Ｋ、また予備変
形体Ｉ１．？を７５θ℃にそれぞれ加熱する。加熱が完
了すると接合体１０１を貫通孔３３内に装填し、接合部
２９が充填孔３５の下部に位置するように保持する。次
に予備成形体１３を原料充填室３９内に装填する。この
ときの状態が第５図（ａ）Ｋ示しである。次に加圧金ｑ
を予備成形体グ３上に載置し、加圧成形機（図示せず）
により加圧金Ｆ／を加圧する。加圧を受けた予備成形体
グ３は流動し流出孔ａＯと充填孔、？左を通過して空間
部３グの上部に達し、接合体ｌθコの左右に分岐して空
間部３ダおよび絶縁管継手ｌθｌの外周絶縁物コグーｌ
と絶縁管１０θの被覆絶縁物コアが構成する空間部を流
動し、最下部でも先頭部が合体し、次に流通孔３りを通
過して溜部３ｔに達し、この溜部３６を充満して流動は
停止し、流動物は加圧力を受けて密度が上昇してガラス
・マイカ塑造体よりなる絶縁物３θが形成される。この
ときの状態が第Ｓ図（ｂ）に示しである。

形成された連結絶縁物３０の温度がｑｏθ℃になると成
形用金型を分解して成形品を取出す。このとき充填孔３
ｊおよび流通孔Ｊ７の部分は折れることがあるが、連結
絶縁物３０に折損による被害を及ぼすことは殆んどない
。

残余の接合部２ｑについても上記工程により連結絶縁物
３θを成形する。

以上のようにして成形した連結絶縁物３θは、隣接する
絶縁物、２１Ｉ−／および被覆絶縁物コアどの接触面に
空隙がなく完全な絶縁性を保持する。

以下に上記のごとく完全な絶縁性を保持する連結絶縁物
３０の成形方法の特長を説明する。

まず、連結絶縁物３０の原料にガラス粉末左Ｏ容積％マ
イカ粉末５θ容積％の混合比率のものを使用している。

これは外周絶縁物２’ｌ−／および被覆絶縁物コアの原
料比率であるガラス粉末ＪＳ容積％、マイカ粉末６Ｓ容
積％忙比しガラス粉末の含有率が高い。これはガラス質
の転位温度以下におけるガラス・マイカ塑造体である連
結絶縁物３θθ熱膨張率を接面する鋼材である壁部２／
−コおよび金属管２乙のそれより小さくすることが目的
である。このことにより、成形完了後の温度下降時忙連
結絶縁物３θの両側面が両側の絶縁物、２ＩＩ−／およ
び、２７の側面により圧縮を受けるようになるので全く
空隙が生じないで完全な密着性が現出される。

次に原料の予備成形体ＦＪ、接合体ｌθコおよび成形用
金型の加熱温度の関係であるが、まず成形用金型を１１
．ｔθ℃に加熱するのは、ガラス質の転位温度ダコＯ℃
より高温に保持して予備成形体グ３が冷却して固化する
ことを防ぐのが目的である。ただし、余り高温にすると
貫通孔３３に接合体／θコを装填したときに絶縁物２弘
−１およびコアの温度が上昇し過ぎるので望ましくない
。ついで接合体１０２の加熱温度であるが、これは原料
ガラスの転位温度と密接に関係する。転位温度を超えた
高温圧すると、ガラス質の粘度の低下に伴い膨潤し、密
度が低下して本質的に特性が低下して本質的に特性が低
下するようになる。また低温に過ぎると、流動してきた
高温の予備成形体φ３に接し、加圧力を受けたとき亀裂
を発生するようになる。転位温度よりわずか忙低い温度
に加熱しておくと、膨潤現象は全（みられず、かつ高温
の予備成形体Ｆ、？に接し加圧力を受けても亀裂を発生
することが全くない。したがって転位温度より２θ〜グ
θ℃低い温度を設定することが望ましく、上記実施例で
はガラスの転位温度ｅ２０℃より、２．０℃低いダθＯ
℃を設定した。また、予備成形体Ｆｊの加熱温度は、加
圧力を受けて流動し各部分の密度が等しい連結絶縁物３
０を成形し得る粘性を具備する温度処加熱することは必
須条件であるが、絶縁物２　Ｆ−／および２７に及ぼす
熱影響ならびに収縮の絶対量をできるぢけ少くするため
に、低いほど望ましく、実施例では７５０℃を設定した
。

最後に成形用金型の構造であるが、底部に流通孔３７を
有する溜部３６を設けたことが大きな特長である。成形
時、加圧金Ｆ／で加圧を受けた予備成形体４Ｉ３は、流
出孔ｑｏ）Ｈ充填孔３５を通過し、下金３７と下金３コ
が接合体ＩＱ２との間に形成する空間部３ｖの上部に達
し、ここで左右に分岐して流動し、接合体ｌθλの下部
で衝突合体し、その合体部は一体となって流通孔３７を
通過して溜部Ｊ４を充填し、流動が停止する。さらに加
圧金Ｆ／による加圧により流動が停止した予備成形体グ
３の密度が上昇し、ガラス・マイカ塑造体よりなる連結
絶縁物３０が成形される。ここで、充填孔３３を通過し
た予備成形体グ３は、左右に分岐して流動し、接合体１
０２の下部で衝突して合体するが、その先頭部は成形用
金型壁と接合体／θコの表面に接して流動しているので
温度が低下している。そのため衝突して構成された接合
面は完全な融着状態を保持し得ない。成形用金型に溜部
３６がない場合には上記の完全な融着状態を保持しない
接合面が接合体１０２の下部に現出するので亀裂の原因
となり、機械的および電気的特性が低下する要因が含ま
れるが、この発明に使用する成形用金型には溜部３６が
設けであるので、上記の完全な融着状態を保持しない接
合部は流通孔、アクを経て溜部３６に押し出され、接合
体ｌθコの下部の接合部処完全な融着状態を保持する接
合面が構成されるようになる。

この発明になる電気加熱用電極装置の一実施例を第６図
により説明する。図において（１）〜（４ｔ）は第１図
のそれと同じある。電極３の上端部には仕切板ググが内
装されている。この電極装置では絶縁管継手１０／、２
個を使用し、各外部金具、２２にケーシング／および電
極３が螺子：１３−２により接続されており相対する絶
縁管継手１０／の内部金具コｌには絶縁管１００の金属
管コロが溶接により接合されている。この構成によりケ
ーシング／と電極３は完全な絶縁が確保されている。次
にこの電極装置に要求される外周面における沿面絶縁特
性は、絶縁管継手ｌθＯの外周絶縁物、２Ｆ−／と絶縁
管の被覆絶縁物−りの間隙部に連結絶縁物、７０が成形
されて一体の絶縁層を形成し、絶縁管継手ｌθ／の内部
金具、２１および絶縁管１００の金属管２６を被覆し絶
縁を確保しているので完全に所要の特性が確保されてい
る。

この発明になる電気加熱用電極装置は、外周面の沿面絶
縁特性以外の必要特性である電気絶縁特性、機械的衝撃
強度および懸垂荷重強度等は絶縁管継手により確保され
、沿面絶縁特性は絶縁管およびその連結構造により確保
されており、従来の電極装置の致命的な欠陥であった沿
面絶縁特性の低いことが完全に解消される。

第６図に示した実施例では、絶縁管継手２個と絶縁管１
個の構成になっているが、必要に応じその接続数を多く
して沿面絶縁特性を一層向上することができる。また、
この実施例では、絶縁管継手／Ｑ／とケーシングｌおよ
び電極３との接合を螺子接合とし、絶縁管ｌθθとの接
合を溶接接合としているが、この接合方式に駆足される
ものではなく５組立の難易、経済的効果を基に選択すれ
ばよい。

なお、連結絶縁物３Ｑを成形する成形用金型に接合体ｌ
Ｏコの接合部を巻回する空間部３”Ｉが設けであるが、
これは予備成形体ＩＩ３の流動を容易にするためのもの
であり、接合部の構造により流動が容易な場合には設け
る必要はない。

以上のように、この発明になる炭化水素系地下資源の電
気加熱用電極装置は、地下資源回収用装置としてきわめ
て有用であり、その経済的および技術的効果はきわめて
大きいものである。

【図面の簡単な説明】

第７図は従来装置の使用態様を示す概略断面図、第２図
はこの発明に使用する絶縁管継手の一実施例を示し、同
図（ａ）は製品の、同図（ｂ）は成形時のそれぞれ一部
縦断面図、第３図はこの発明に使用する絶縁管の一実施
例を示し、同図（ａ）は一般的な構造を、同図（１））
は使用状態のそれぞれ一部縦断面図、第Ｖ図はこの発明
による絶縁管継手と絶縁管の接合態様の一実施例を示し
、同図（ｍｌは接合時の状態を、同図（ｂ）は連結絶縁
物構成稜の状態をそれぞれ示す一部縦断面図、第５図は
連結絶縁物の成形方法の一実施例を説明するためのもの
で、同図（ａ）は加圧成形直前の、同図（ｂ）は加圧成
形完了後の一部縦断面図、第６図はこの発明の装置の一
実施例の縦断面図である。 図中、／、　／／・・ケーシング、コ、１．２・・絶縁
部材、３，１３・・電極、＜４，７％・・ケーブル１．
２／・・内部金具、２／−／・・外周環１．２／−２・
・壁部２．２２・・外部金具、２２−／・、・上部金具
、１．２−２・・下部金具、２−一３・・内周環１，１
．２−　ｔＩ・・壁部１．２．７−１．２３−コ・・螺
子、２９１・・絶縁物、２ダー／・・外周絶縁物、２Ｓ
・・結合部、２６・・金層管１．２７・・被覆絶縁物、
コ９・・接合部、３０・・連結絶縁物、３／・・止金、
３．２・・下金、３３・・貫通孔、３４４・・空間部、
３り・・充填孔１，７６・・溜部、３７・・流通孔、３
ｇ・・原料充填金。 ３９・・原料充填室、ダθ・・流出孔、ブト・加圧金、
ダコ・・台金、グ３・・予備成形体、ｐｐ・・仕切板、
１０θ・・絶縁管、ｌθｌ・・絶縁管継手、１０２・・
接合体。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人　大　岩　増　雄 ち１図 ζ 幣２図 （ａ）　（ｂ） 幣３図 （ａ）　（ｂ） 弛４図 （ａ）　（ｂ） ｖ、５図 （ＣＩ）　（ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　中空円筒でなり一端に外周環が形成された内部
   金具と、中空円筒でなり一端罠前記外周環に対向する内
   周環が形成された外部金具と、この外部金具と前記内部
   金具との間隙部から前記内部金具の外周面および前記外
   部金具の内周面にわたって形成されガラス・マイカ塑造
   体でなる絶縁物とでなる絶縁管継手と。 外周面にガラス・マイカ塑造体でなる被覆絶縁物が形成
   され両端に前記絶縁管継手が突合せ溶接された絶縁管と
   、 予め前記絶縁物の一部および前記被覆絶縁物の一部が除
   去された前記突合せ溶接による接合部に被着されガラス
   ・マイカ塑造体でなる連結絶縁物と、 前記絶縁管継手の下端に結合した電極を備えてなる炭化
   水素系地下資１の電気加熱用電極装置。 （，２）　ガラス・マイカ塑造体でなる絶縁物が分布被
   着され内部金具と外部金具により形成された絶縁管継手
   の端部と、外周面にガラス・マイカ塑造体でなる被覆絶
   縁物が被着された絶縁管の端部とを、前記絶縁物の一部
   を除去して突合わせ溶接して接合体を構成し、 中央部に前記接合体の接合部を装填し５る貫通孔を形成
   する止金および下金と、前記貫通孔から前記上金の上面
   に通じる充填孔と、前記貫通孔から流通孔を介して前記
   下金の下面に通じる溜部と、前記上金の上面に載置され
   原料充填室を設けた原料充填金５加圧金でなる成形用金
   型を使用し、ガラス・マイカ塑造体でなり前記原料充填
   室に充填する予備成形体を成形する第一の工程と、前記
   接合体と前記成形用金型および前記予備成形体をそれぞ
   れ所定温度に加熱する第二の工程と、加熱状態で前記接
   合体および前記予備成形体をそれぞれ前記貫通孔および
   前記原料充填室圧装填する第三の工程と、前記加圧金を
   介して前記予備成形体を加圧して前記接合体の接合部に
   連結絶縁物を形成する第四の工程と、所定温度に冷却後
   、前記□成形用金型を分解して前記接合体を取出す第五
   の工程により、電極を結合支持する絶縁部材を得る炭化
   水素系地下資源の電気加熱用電極装置の製造方法。 （、？）接合体を貫通孔に装填したとき前記接合体の接
   合部を巻回して連結絶縁物が成形される空間部を備えた
   成形用金型を使用する特許請求の範囲第コ項記載の炭化
   水素系地下資源の電気加熱用電極装置の製造方法。