NO864025L

NO864025L - PROCEDURE FOR THE REMOVAL OF PARAFINE BUILDING ON WALL SURFACES.

Info

Publication number: NO864025L
Application number: NO864025A
Authority: NO
Inventors: William J Klaila
Original assignee: Electromagnetic Energy Corp
Priority date: 1984-04-20
Filing date: 1986-10-09
Publication date: 1986-02-13
Also published as: EP0307003A2; EP0180619B1; BR8506617A; KR890003463B1; EP0307003A3; NO864024L; ATE70079T1; ZA852948B; WO1985004893A1; CA1261735A; NO864025D0; JPS61501931A; NO864023D0; NO864023L; NO864024D0; EP0180619A1; KR860700043A; DE3584819D1; NO864026D0; NO161726C

Abstract

There are disclosed methods and apparatus for increasing the fluidity of hydrocarbon fluids, by applying to those fluids electromagentic energy in the frequency range of from about 300 megahertz to about 300 gigahertz.

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører behandlingen av hydrokarbonmateriale med elektromagnetisk energi, og nærmere bestemt en fremgangsmåte for å fjerne parafinoppbygning fra veggoverflaten som angitt i ingressen av de etterfølgende patentkrav. The present invention relates to the treatment of hydrocarbon material with electromagnetic energy, and more specifically a method for removing paraffin build-up from the wall surface as stated in the preamble of the subsequent patent claims.

Den foreliggende oppfinnelse representerer en forbedring relativt US-patent Re. 31.241, (utgitt på nytt 17. mai 1983), som omhandler en fremgangsmåte og anordning for å styre den flytende tilstanden for hydrokarbonfluida ved anvendelse av elektromagnetisk energi. The present invention represents an improvement over US patent Re. 31,241, (reissued May 17, 1983), which relates to a method and device for controlling the liquid state of hydrocarbon fluids using electromagnetic energy.

Det er et formål med den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en forbedret fremgangsmåte for oppvarming av hydrokarbonmateriale med elektromagnetisk energi. It is an object of the present invention to provide an improved method for heating hydrocarbon material with electromagnetic energy.

De for oppfinnelsen kjennetegnende trekk fremgår av de etterfølgende patentkrav. The characteristic features of the invention appear from the subsequent patent claims.

Andre formål, spekter og fordeler ved den foreliggende oppfinnelse vil være innlysende fra den detaljerte beskrivelse vurdert i forbindelse med tegningene som følger. Fig. 1 er et sidevertikalriss, med deler bortbrutt, av en anordning for å tilveiebringe ren, separert olje fra hydrokarbonfluida lagret i beholdere. Fig. 2 er et forstørret sidevertikalriss av en energireflektor i fig. 1. Fig. 3 er et forstørret sidevertikalriss av en annen utførelsesform av Other purposes, scope and advantages of the present invention will be obvious from the detailed description considered in connection with the drawings that follow. Fig. 1 is a side elevational view, with parts broken away, of a device for providing clean, separated oil from hydrocarbon fluids stored in containers. Fig. 2 is an enlarged side vertical view of an energy reflector in fig. 1. Fig. 3 is an enlarged side vertical view of another embodiment of

energidef lektoren.the energy def lector.

Fig. 4 er et forstørret sidevertikalriss av en annen utførelsesform av Fig. 4 is an enlarged side vertical view of another embodiment of

energidef lektoren.the energy def lector.

Fig. 5 er et forstørret sidevertikalriss av en annen utførelsesform av Fig. 5 is an enlarged side vertical view of another embodiment of

energidef lektoren.the energy def lector.

Fig. 6 er et forstørret sidevertikalriss av en annen utførelsesform av Fig. 6 is an enlarged side vertical view of another embodiment of

energidef lektoren.the energy def lector.

Fig. 7 er et perspektivriss av en anordning for å øke flytingen av høyviskositetsolje og bunnfall som finnes i lasterommet for et fartøy. Fig. 8 er et sidevertikalriss av en anordning for å øke flyteevnen for Fig. 7 is a perspective view of a device for increasing the flow of high viscosity oil and sediment found in the hold of a vessel. Fig. 8 is a side vertical view of a device for increasing the buoyancy of

olje i en rørledning.oil in a pipeline.

Fig. 9 er et sidevertikalriss, med deler bortbrutt av en anordning for Fig. 9 is a side vertical view, with parts broken away of a device for

in situ gjenvinning av hydrokarboner fra hydrokarbonmateriale. Fig. 10 er et skjematisk og sidevertikalriss, med deler bortbrutt, for in situ gjenvinning av fraksjoner fra skiferolje, kull, lignitt og tjæresand, som viser separasjonen og skrubbingen av fraksjonene. Fig. 11 er et forstørret riss av en applikator og deflektor for in situ in situ recovery of hydrocarbons from hydrocarbon material. Fig. 10 is a schematic and side vertical view, with parts broken away, for in situ recovery of fractions from shale oil, coal, lignite and tar sand, showing the separation and scrubbing of the fractions. Fig. 11 is an enlarged view of an applicator and deflector for in situ

gjenvinning av fraksjoner fra hydrokarbonmateriale.recovery of fractions from hydrocarbon material.

Fig. 12 er et forstørret riss av en koaksialbølgelederapplikator, deflektor og pumpe for in situ gjenvinning av fraksjoner fra hydrokarbonmateriale. Fig. 13 er et sidevertikalriss, med deler bortbrutt, av en lagerbeholder som omfatter metallskjermer for å gi et isolerende lag av hyd rok arbonf luidum. Fig. 12 is an enlarged view of a coaxial waveguide applicator, deflector and pump for in situ recovery of fractions from hydrocarbon material. Fig. 13 is a side elevational view, with parts broken away, of a storage container comprising metal shields to provide an insulating layer of hydro carbon fluid.

I fig. 1 er en anordning 14 vist for bruk med en beholder, fartøy, eller lagertank 15 for olje med åpen eller lukket topp, eller slamgrop. Hydrokarbonfluidum, slik som olje, lagret i tanken 15 inneholder ofte vann, svovel, faststoffer og andre uønskede bestanddeler eller forurens-ninger, innbefattende bakteriemessige og algemessige, samt avleiring og rust, hvorav samtlige kan ansees som grunnslam. Dessuten, under lagring, vil forurensningen og oljens viskositet ofte øke til det punkt hvor LACT (Lease Acquisition Custody Transfer) målingen ofte er for stor til å kunne godtas for rørledning. In fig. 1 is a device 14 shown for use with a container, vessel, or storage tank 15 for oil with an open or closed top, or mud pit. Hydrocarbon fluid, such as oil, stored in the tank 15 often contains water, sulphur, solids and other unwanted components or pollutants, including bacterial and algal, as well as deposits and rust, all of which can be considered as basic sludge. Also, during storage, the contamination and oil viscosity will often increase to the point where the LACT (Lease Acquisition Custody Transfer) measurement is often too large to be acceptable for pipeline.

Med fordel oppvarmer anordningen 14 ikke bare oljen for å minske dens viskositet og øke dens flyteevne, men separerer også vann, svovel og grunnslam fra oljen i tanken 15, hvilket medfører ren olje. De gasser som kommer ut, innbefattende svovel, kan oppsamles via en samleledning og holdetank (ikke vist) som står i forbindelse med tankens 15 topp. Advantageously, the device 14 not only heats the oil to reduce its viscosity and increase its buoyancy, but also separates water, sulfur and basic sludge from the oil in the tank 15, which results in clean oil. The gases that come out, including sulphur, can be collected via a collection line and holding tank (not shown) which is connected to the top of the tank.

Anordningen 14 omfatter en høyfrekvens (RF) generator 16 som har et magnetron 17 eller klystron, eller annen lignende anordning, slik som en faststoff oscillator som omhandlet i det tidligere nevnte reissue patent, som er i stand til å generere radiobølger i frekvensområdet fra 300 megahertz til ca. 300 gigahertz og generelt anvender fra 1KW til 2MW eller mer av kontinuerlig bølgeeffekt. Det skal forstås at et flertall av magnetroner 17 eller oscillatorer, eller et klystron kan anvendes til å generere et flertall oppvarmingsfrekvenser som er langt nok fra hver-andre til å hindre interferens og som kan ha større absorpsjonsevne overfor visse fraksjoner som det ønskes å fjerne. Oscillatoren kan modifiseres eller en annen oscillator kan tilveiebringes for å generere en frekvens utenfor dette området for bruk med de tidligere nevnte frekvenser ifølge tapsevnen hos fraksjonene som skal fjernes. Magnetronet 17 er mekanisk koplet til en applikator 18 som er gjennomsiktig overfor radiobølger i det tidligere nevnte frekvensområdet. Applikatoren 18 er i form av et langstrakt rør med en åpen øvre ende 19 og en lukket bunnende 20. Applikatoren konstrueres fortrinnsvis av radiogjennomsiktige materialer slik at den er gjennomtrengelig for RF-bølger i det ønskede frekvensområdet, men ugjennomtrengelig for væsker og gasser. Applikatoren festes til en rørformet bølgeleder 21 som passer gjennom tankdeksel 22 av metall som er boltet og jordet til tanken 15 ved hjelp av et flertall muttere og bolter 24. The device 14 comprises a high frequency (RF) generator 16 which has a magnetron 17 or klystron, or other similar device, such as a solid state oscillator as referred to in the aforementioned reissue patent, which is capable of generating radio waves in the frequency range from 300 megahertz to approx. 300 gigahertz and generally use from 1KW to 2MW or more of continuous wave power. It should be understood that a plurality of magnetrons 17 or oscillators, or a klystron can be used to generate a plurality of heating frequencies which are far enough from each other to prevent interference and which may have greater absorption capacity towards certain fractions which it is desired to remove. The oscillator can be modified or another oscillator can be provided to generate a frequency outside this range for use with the previously mentioned frequencies according to the loss capability of the fractions to be removed. The magnetron 17 is mechanically connected to an applicator 18 which is transparent to radio waves in the aforementioned frequency range. The applicator 18 is in the form of an elongated tube with an open upper end 19 and a closed bottom 20. The applicator is preferably constructed of radio-transparent materials so that it is permeable to RF waves in the desired frequency range, but impermeable to liquids and gases. The applicator is attached to a tubular waveguide 21 which fits through a metal tank cover 22 which is bolted and grounded to the tank 15 using a plurality of nuts and bolts 24.

Et overgangselement 26 av metall, som omfatter en flensforsynt ende 28, er boltet til en ende av en 90° albu 30 av metall ved hjelp av bolter og muttere 32. Den tubulære enden 33 av overgangselementet 26 er festet til den tubulære bølgelederen 21. Den andre enden av 90° albuen 30 er boltet til en ende av rektangulært bølgelederparti av metall 36 ved hjelp av muttere og bolter 38. A transition element 26 of metal, comprising a flanged end 28, is bolted to one end of a 90° elbow 30 of metal by means of bolts and nuts 32. The tubular end 33 of the transition element 26 is attached to the tubular waveguide 21. The the other end of the 90° elbow 30 is bolted to one end of the rectangular metal waveguide section 36 by means of nuts and bolts 38.

Den andre enden av den rektangulære bølgelederen 36 er koplet til WR x koaksialovergangselement 40 med muttere og bolter 42. Fleksibel koaksialelement 44 er forsynt med flensutstyrte ender 46 og 48 som har innvendige gass-sperrer som tillater det fleksible koaksialelementet 44 å bli ladet med et inert gasskjølemiddel, slik som Freon, for å øke dets effektbærende evne samtidig som det hindres strømmen av eventuelle gasser som kommer fra hydrokarbonfluidumet tilbake inn i RF-generatoren 16, hvilket kan skyldes en revne eller lekkasje i applikatoren 18. Den flensforsynte enden 46 koples til WR x koaksialovergangselementet 52 med bolter og muttere 54. Den flensforsynte enden av koaksial x WR overgangselementet 52 koples til RF-generatoren 16 via en forlengelse 56. The other end of the rectangular waveguide 36 is connected to the WR x coaxial transition element 40 with nuts and bolts 42. Flexible coaxial element 44 is provided with flanged ends 46 and 48 which have internal gas barriers which allow the flexible coaxial element 44 to be charged with an inert gas refrigerant, such as Freon, to increase its power-carrying ability while preventing the flow of any gases coming from the hydrocarbon fluid back into the RF generator 16, which may be due to a crack or leak in the applicator 18. The flanged end 46 is connected to the WR x coaxial transition element 52 with bolts and nuts 54. The flanged end of coaxial x WR transition element 52 is connected to the RF generator 16 via an extension 56.

En styreinnretning 58 styrer energiseringen av RF-generatoren 16 og mottar signaler fra et flertall temperaturavfølere 60 A-E anbragt innenfor tanken 15. Styreinnretningen 58 er koplet til avfølerne 60 A-E ved hjelp av ledninger eller ved hjelp av fiberoptiske transmisjonslinjer 62. Avfølerne 60 A-E er vertikalt anbragt på forutbestemte steder innenfor tanken 15. A control device 58 controls the energization of the RF generator 16 and receives signals from a plurality of temperature sensors 60 A-E placed within the tank 15. The control device 58 is connected to the sensors 60 A-E by means of wires or by means of fiber optic transmission lines 62. The sensors 60 A-E are vertically placed at predetermined locations within the tank 15.

En generelt konisk formet energideflektor 64 er anbragt innenfor applikatoren 18 for oppad og nedadgående bevegelse for å styre utsend-ingsstedene for den elektromagnetiske energien som forplantes gjennom applikatoren 18. Denne oppad og nedadbevegelse tilveiebringes av en motor 66 som driver en trinse 68 som bevirker den til å vikle opp eller vikle av kabel 70 festet til energideflektoren 64, hvorved styres det vertikale utsendingsstedet for deflektoren 64 innenfor tanken 15. En separat frekvens kan sendes gjennom bølgelederen 36 for å aktivere motoren 66. Fortrinnsvis plasseres energideflektoren 64 først nær bunnen av applikatoren 14 og beveges gradvis oppad. A generally conically shaped energy deflector 64 is disposed within the applicator 18 for upward and downward movement to control the emission locations of the electromagnetic energy propagated through the applicator 18. This upward and downward movement is provided by a motor 66 which drives a pulley 68 which causes it to winding up or unwinding cable 70 attached to the energy deflector 64, thereby controlling the vertical emission location of the deflector 64 within the tank 15. A separate frequency can be transmitted through the waveguide 36 to activate the motor 66. Preferably, the energy deflector 64 is first placed near the bottom of the applicator 14 and is gradually moved upwards.

Ved å utsende energien på denne måten, kan magnetronet 17 være i drift kontinuerlig med full effekt for å operere med den største virknings-graden, temperaturen i de forskjellige skikt innenfor hydrokarbonfluidumet blir effektivt styrt, slik at produksjonen av olje maksimeres, og levetiden for magnetronet 17 forlenges. By emitting the energy in this way, the magnetron 17 can be in operation continuously at full power to operate with the greatest efficiency, the temperature in the different layers within the hydrocarbon fluid is effectively controlled, so that the production of oil is maximized, and the lifetime of the magnetron 17 is extended.

Motoren 66 er forbundet med en effektkilde (ikke vist) via styreinnretningen 58 ved hjelp av ledningen 72. Styreinnretningen 58 aktiverer motoren 66 til å bevege def lektoren 64 hvorved utsendings - stedet for den elektromagnetiske energien derved endres som reaksjon på temperaturene som avføles av avfølerne 60 A-E. Frekvensen og påfør-ingsperioden for den elektromagnetiske energien styres av styreinnretningen 58 som kan forutinnstilles eller programmeres for kontinuerlig eller intermittent oppad og nedad arbeidsgang for å oppnå homogen oppvarmning av hydrokarbonfluidumet eller lokalisert oppvarming for å oppnå det høyeste utbytte eller beste oljeproduksjon ved minimumsenergi-kostnad. Utsendingsstedet for energideflektoren 64 kan forutinnstilles til å gi forutbestemt styrt kontinuerlig eller intermittent sveiping av den elektromagnetiske energien gjennom hydrokarbonfluidumet ved å anvende en konvensjonell tidskrets og grensestopporgan for motoren 66. The motor 66 is connected to a power source (not shown) via the control device 58 by means of the line 72. The control device 58 activates the motor 66 to move the deflector 64 whereby the place of emission of the electromagnetic energy thereby changes in response to the temperatures sensed by the sensors 60 A-E. The frequency and application period of the electromagnetic energy is controlled by the control device 58 which can be preset or programmed for continuous or intermittent upward and downward operation to achieve homogeneous heating of the hydrocarbon fluid or localized heating to achieve the highest yield or best oil production at minimum energy cost. The emitting location of the energy deflector 64 can be preset to provide predetermined controlled continuous or intermittent sweep of the electromagnetic energy through the hydrocarbon fluid using a conventional timing circuit and limit stop means for the motor 66.

Ventiler 74 A-D kan plasseres i den vertikale veggen av tanken 15 for å trekke bort olje etter behandling med elektromagnetisk energi. Etter oppvarmning med elektromagnetisk energi, som vist i fig. 1, er der et bunnlag 76 som er hovedsaklig grunnslam og vann. Over bunnlaget 76 er der et mellomliggende lag 78 som er en blanding av mest olje med noe grunnslam og vann. Endelig, overlag 78 er et topplag som representerer den resulterende oljen som er blitt rengjort og som er fri for grunnslam og vann. En adgangsluke 73 er tilveiebragt for å fjerne det resulterende grunnslam, som kan innbefatte "boreslam" faststoffer. Eventuelle bakterier og alger som er tilstede i hydrokarbonfluidumet disintegreres av RF-bølgene, hvor deres gjenværende deler danner del av grunnslammet. Valves 74 A-D may be placed in the vertical wall of the tank 15 to withdraw oil after treatment with electromagnetic energy. After heating with electromagnetic energy, as shown in fig. 1, there is a bottom layer 76 which is mainly ground mud and water. Above the bottom layer 76 there is an intermediate layer 78 which is a mixture of mostly oil with some basic mud and water. Finally, overlay 78 is a top layer representing the resulting oil that has been cleaned and is free of ground mud and water. An access hatch 73 is provided to remove the resulting base mud, which may include "drilling mud" solids. Any bacteria and algae present in the hydrocarbon fluid are disintegrated by the RF waves, with their remaining parts forming part of the bottom mud.

For ytterligere å hjelpe til med sirkulering og rensing av oljelaget 80, kan en konvensjonell varmeleder 75 slik som en kanonløpsoppvarmer, strekke seg inn i tanken 15. Oppvarmeren 75 sirkulerer varme gasser gjennom rør 77 for å gi en lavkostnadskilde for varmemengder (BTU) for ytterligere å oppvarme oljen såsnart vannet og grunnslammet er blitt adskilt fra oljen og oljen er tilstrekkelig i væskeform eller som fluidum til at konveksjonsstrømmeren kan flyte. Disse konveksjonsstrømmer hjelper ytterligere til med å redusere oljens viskositet og å fjerne fine avsetninger. En gnistfanger 79 er tilveiebragt i røret 77 for å eliminere eventuelle gnister i de gasser som går ut. Den rengjorte oljen kan føres gjennom et filter for å fjerne eventuelle gjenværende finsediment eller slam. To further assist in circulating and cleaning the oil layer 80, a conventional heat conductor 75 such as a barrel heater may extend into the tank 15. The heater 75 circulates hot gases through conduit 77 to provide a low cost source of heat (BTU) for additional to heat the oil as soon as the water and bottom mud have been separated from the oil and the oil is sufficient in liquid form or as a fluid for the convection current to flow. These convection currents further help to reduce the viscosity of the oil and to remove fine deposits. A spark arrester 79 is provided in the tube 77 to eliminate any sparks in the gases that exit. The cleaned oil can be passed through a filter to remove any remaining fine sediment or sludge.

Ren olje kan lett og enkelt separeres fra grunnslam og vann. Dette skjer ved å oppvarme hydrokarbonfluidum i tanken 15 med elektromagnetisk energi som bevirker vannmolekylene som normalt er innkapslet i oljen til å ekspandere, hvorved den innkapslede oljefilmen opprives. Oppvarming kan skje med radiofrekvente bølger p.g.a. at vann har en større dielektrisk konstant og større tapstagent enn olje, hvilket medfører en høyere tapsevne, hvorved den tillates å absorbere betydelig mer energi enn oljen under mindre tid, hvilket medfører hurtig utvidelse av vann-molekylenes volum innenfor oljefilmen, hvorved oljefilmet bevirkes til å revne. Vannmolekylene kan så kombineres til en masse som er tyngre enn olje som synker til bunnen av tanken som bærer med seg det meste av slammet som er tilstede i oljen. For ytterligere å lette fjerning av grunnslammet, særlig finslam, kan sjøvann eller saltvann imidlertid spres over overflaten av oljens 80 oppsjikt etter at viskositeten for oljen 80 er blitt redusert, ved oppvarmning med elektromagnetiske energi ifølge den foreliggende oppfinnelse. Det tyngre saltvannet vil hurtig ved gravitasjon synke gjennom laget 80 av olje mot bunnen av tanken 15, og føre med seg det fine slammet. Pure oil can be easily and simply separated from ground sludge and water. This happens by heating the hydrocarbon fluid in the tank 15 with electromagnetic energy which causes the water molecules which are normally encapsulated in the oil to expand, whereby the encapsulated oil film is torn up. Heating can be done with radio frequency waves due to that water has a greater dielectric constant and greater loss agent than oil, which results in a higher loss capacity, whereby it is allowed to absorb significantly more energy than the oil in less time, which results in a rapid expansion of the volume of the water molecules within the oil film, whereby the oil film is caused to crack. The water molecules can then combine into a mass heavier than oil which sinks to the bottom of the tank carrying with it most of the sludge present in the oil. In order to further facilitate the removal of the base mud, especially fine mud, seawater or salt water can however be spread over the surface of the oil 80 layer after the viscosity of the oil 80 has been reduced, by heating with electromagnetic energy according to the present invention. The heavier salt water will quickly sink by gravity through the layer 80 of oil towards the bottom of the tank 15, and carry the fine sludge with it.

Lagene 76, 78 og 80 har oppstått fra behandling av hydrokarbonfluidum som inneholder olje, grunnslam og vann lagret i tank 15, ved sveipe fluidumet med elektromagnetisk energi i samsvar med anordningen i fig. 1 som har en effektutgang av 50 KW under ca. 4 timer. Imidlertid skal det forstås at effektutgangen og bestrålingstiden kan variere med tankens 15 volum, bestanddelene eller forurensningene som er tilstede i hydrokarbonfluidumet, og tidslengden under hvilken hydrokarbonfluidumet er blitt lagret i tanken 15. Layers 76, 78 and 80 have arisen from treatment of hydrocarbon fluid containing oil, bottom mud and water stored in tank 15, by sweeping the fluid with electromagnetic energy in accordance with the device in fig. 1 which has a power output of 50 KW under approx. 4 hours. However, it should be understood that the power output and irradiation time may vary with the volume of the tank 15, the constituents or contaminants present in the hydrocarbon fluid, and the length of time during which the hydrocarbon fluid has been stored in the tank 15.

Ettersom hydrokarboner, svovler, klorider, vann (ferskvann eller saltvann), og slam og metaller forblir passive, reflekterer eller absorberer elektromagnetiske energi i forskjellige forhold, vil bestrålningen av hydrokarbonfluidumet med elektromagnetisk energi ifølge den foreliggende oppfinnelse separere de tidligere nevnte bestanddeler fra det opprinnelige fluidum i generelt motsatt rekkefølge av bestanddelene angitt ovenfor. Dessuten blir syrer og kondenserbare og ikke-kondenserbare gasser også separert ved forskjellige trinn under den elektromagnetiske energiopp-varmningsprosessen. De optimale frekvenser, tapstangenter og koke-punkter for de forskjellige fraksjoner som er tilstede i hydrokarbonmaterialet som det ønskes å gjenvinne kan oppnås fra Von Hippel, Tables of Dielectric Materials, (1954), utgitt av John Wiley & sons, Inc., og Ashrae Handbook of fundamentals, (1981), utgitt av The American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers, Inc. Since hydrocarbons, sulfurs, chlorides, water (fresh or salt water), and mud and metals remain passive, reflecting or absorbing electromagnetic energy in various conditions, the irradiation of the hydrocarbon fluid with electromagnetic energy according to the present invention will separate the previously mentioned constituents from the original fluid in generally the reverse order of the constituents listed above. In addition, acids and condensable and non-condensable gases are also separated at various stages during the electromagnetic energy heating process. The optimum frequencies, loss tangents and boiling points for the various fractions present in the hydrocarbon material it is desired to recover can be obtained from Von Hippel, Tables of Dielectric Materials, (1954), published by John Wiley & sons, Inc., and Ashrae Handbook of fundamentals, (1981), published by The American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers, Inc.

Idet det vises til fig. 2, er applikatoren 18 og energideflektoren 64 vist forstørret relativt det som er illustrert i fig. 1. Deflektoren 64 er opphengt innenfor applikatoren ved hjelp av den dielektriske kabelen 70 som er konstruert av radiogjennomsiktige materialer som er sterke, varmemotstandsdyktige og har en meget lav dielektrisitetskonstant og tapstangent. Høyden av energideflektoren 64 vil bestemme def leksjons - vinkelen for den elektromagnetiske energien. Referring to fig. 2, the applicator 18 and the energy deflector 64 are shown enlarged relative to what is illustrated in fig. 1. The deflector 64 is suspended within the applicator by the dielectric cable 70 which is constructed of radio transparent materials which are strong, heat resistant and have a very low dielectric constant and loss tangent. The height of the energy deflector 64 will determine the deflection angle for the electromagnetic energy.

Idet det vises til fig. 3, er en alternativ utførelsesform for deflektoren 64 vist i fig. 1 illustrert som 82. Deflektoren 64 vist i fig. 1 er illustrert som 82. Deflektoren 82 har en større defleksjonsvinkel (mindre inkludert vinkel) enn deflektoren 64 til å bevirke de deflekterte bølger til å forplante seg fra applikatoren 18 i en noe nedadretning under et horisontalt plan gjennom deflektoren 82. Denne utførelsesform setter radiofrekvensen i stand til å trenge inn i matesoner kan plasseres under enden av en brønnboring, når fremgangsmåten og anordningen anvendes for in situ oppvarmning i et geologisk substrat. Referring to fig. 3, an alternative embodiment of the deflector 64 is shown in fig. 1 illustrated as 82. The deflector 64 shown in fig. 1 is illustrated as 82. The deflector 82 has a greater deflection angle (less included angle) than the deflector 64 to cause the deflected waves to propagate from the applicator 18 in a somewhat downward direction below a horizontal plane through the deflector 82. This embodiment places the radio frequency in able to penetrate feed zones can be placed below the end of a wellbore, when the method and device are used for in situ heating in a geological substrate.

Energideflektoren 82 er opphengt ved hjelp av en fiberoptisk kabel 84 som tilveiebringer temperaturavlesninger. I dette henseende kan de individuelle fiberoptiske trådene 83 i kabelen 84 være orientert til å detektere tilstander på de forskjellige steder i en beholder eller et borehull. Informasjonen som sendes til de fjerntliggende ender av de fiberoptiske tråder 83 kan omdannes til digitale signaler omdannet for registrering og/eller styring av effektutgangsnivå og plassering av deflektoren 82. Eksempelvis kan det være ønskelig å tilveiebringe et vertikalt sveipemønster for RF-energien som reaksjon på temperatur-gradienter som avføles av de fiberoptiske tråder 83. Frekvensen for bruk med de fiberoptiske tråder 83 velges til å være tilstrekkelig forskjellig fra frekvensen for RF-generatoren 16 for å hindre interferens eller kansellering. The energy deflector 82 is suspended by means of a fiber optic cable 84 which provides temperature readings. In this regard, the individual fiber optic strands 83 in the cable 84 may be oriented to detect conditions at the various locations in a container or borehole. The information sent to the remote ends of the fiber optic wires 83 can be converted into digital signals converted for recording and/or control of power output level and placement of the deflector 82. For example, it may be desirable to provide a vertical sweep pattern for the RF energy in response to temperature -gradients sensed by the fiber optic wires 83. The frequency for use with the fiber optic wires 83 is chosen to be sufficiently different from the frequency of the RF generator 16 to prevent interference or cancellation.

Idet det vises til fig. 4 er den radiogjennomsiktige applikatoren 18 slagloddet til bølgeleder 21 ved 88 for anvendelser langs borehull hvor de høye temperaturer som møtes ville være ødeleggende for en glassfiber-applikator. Referring to fig. 4, the radio-transparent applicator 18 is soldered to the waveguide 21 at 88 for downhole applications where the high temperatures encountered would be destructive to a fiberglass applicator.

Anordnet innenfor applikatoren 18 er en annen utførelsesform av en energideflektor betegnet 88 som er konstruert av pyroceram eller annet dielektrisk materiale med et skruelinjeviklet bånd av reflekterende materiale 90, slik som rustfritt stål. I stedet for å tilveiebringe det tidligere nevnte metallbåndet 90, kan en spiraldel av alumina eller silisiumnitrid energireflektor 88 sintres og metalliseres til å gi det ønskede reflekterende bånd. Disposed within the applicator 18 is another embodiment of an energy deflector designated 88 which is constructed of pyroceram or other dielectric material with a helically wound band of reflective material 90, such as stainless steel. Instead of providing the previously mentioned metal band 90, a spiral portion of alumina or silicon nitride energy reflector 88 can be sintered and metallized to provide the desired reflective band.

Andre midler kan anvendes for å heve eller senke deflektoren for å gjennomføre sveipingsfunksjonen, innbefattende hydrauliske, vakuum, lufttrykk og kjølemiddelekspansjonsløfingssystemer. Dessuten kan bølgelederkoplingen fra RF-generatoren 16 også anvendes til å sende styresignaler fra styreinnretningen til motoren eller annen mekanisme for å heve eller senke RF-deflektoren. Frekvensen for slike styresignaler må velges til å være tilstrekkelig' forskjellig fra frekvensen eller frekvensene som velges for den elektromagnetiske energien som oppvarmer hydrokarbonfluidumet til å hindre interferens eller kansellering. Other means may be used to raise or lower the deflector to accomplish the sweep function, including hydraulic, vacuum, air pressure, and refrigerant expansion lift systems. Moreover, the waveguide coupling from the RF generator 16 can also be used to send control signals from the control device to the motor or other mechanism to raise or lower the RF deflector. The frequency of such control signals must be selected to be sufficiently different from the frequency or frequencies selected for the electromagnetic energy heating the hydrocarbon fluid to prevent interference or cancellation.

Idet det henvises til fig. 5, er en annen form av energideflektor vist ved 91 hovedsaklig en rett trekant i tverrsnitt med en konkav overflate 93 for fokusering av hele den avbøyde elektromagnetiske energien i en spesiell retning for å oppvarme et forutbestemt volum i en beholder eller i en spesiell matesone eller kull-leie ved anvendelser under overflaten. Referring to fig. 5, another form of energy deflector shown at 91 is essentially a right triangle in cross-section with a concave surface 93 for focusing all of the deflected electromagnetic energy in a particular direction to heat a predetermined volume in a container or in a particular feed zone or coal - rent in applications below the surface.

Idet det vises til fig. 6, inbefatter en annen form for energideflektor vist ved 94 sammenkoplete segmenter 95A-95D som tilveiebringer en vinkel for avbøyning av den elektromagnetiske energien når deflektoren støter mot applikatoren 18 og en annen avbøynings vink el for den elektromagnetiske energien når kabelen 70 trekkes oppad hvorved segmentene 95A-95D bevirkes til å trekke seg tilbake. Andre midler kan anvendes for å endre avbøyningsvinkelen for deflektoren 94, slik som en fjernstyrt motor. Referring to fig. 6, includes another form of energy deflector shown at 94 interconnected segments 95A-95D which provide an angle of deflection of the electromagnetic energy when the deflector impinges on the applicator 18 and a different angle of deflection of the electromagnetic energy when the cable 70 is pulled upward whereby the segments 95A -95D is caused to retreat. Other means may be used to change the deflection angle of the deflector 94, such as a remotely controlled motor.

A bli kvitt borefluida kjent som "boreslam" er blitt et alvorlig problem for oljeindustrien. Anordningen vist i fig. 1, modifisert til å innbefatte en hvilken som helst av energideflektoren vist i fig. 2-6, kan anvendes til å rekonstituere boreslam for fornyet bruk ved påføring av radiofrekvente bølger for å fjerne overskuddsvæsker og etterlate et slam av bentonitt, barittsalter etc. Getting rid of drilling fluids known as "drilling mud" has become a serious problem for the oil industry. The device shown in fig. 1, modified to include any of the energy deflectors shown in FIG. 2-6, can be used to reconstitute drilling mud for renewed use by applying radio frequency waves to remove excess fluids and leave behind a mud of bentonite, barite salts etc.

Idet det vises til fig. 7, anvendes anordningen 100 til å fjerne høy-viskositetshydrokarbonfludium eller slam fra beholdere, innhegninger og skip, slik som oljetankere eller lektere 102. En mobil RR-generator 107 som omfatter en oscillator, klystron eller magnetron 106, har festet til sin utgang 110 en bøyelig koaksial bølgeleder 108. Den andre enden 112 av bølgelederen 108 strekker seg gjennom et mannhull 115 i lekteren 102. En avtettende forbindelse 114 er fluidumstett og radiofrekvenstett. Bølgelederen 108 er festet ved sin andre ende til en tubulær bølgeleder 116 som er festet til en radiogjennomsiktig applikator 118. Plassert innenfor applikatoren 118 er det en energideflektor 120 som er i stand til oppad og nedad utsendingsbevegelse og som kan være av en hvilken som helst av de typer som er omhandlet i fig. 2-6. En egnet mekanisme for å bevege energideflektoren 120 oppad og nedad, slik som angitt i fig. 1, anvendes. Referring to fig. 7, the device 100 is used to remove high-viscosity hydrocarbon fluid or sludge from containers, enclosures and ships, such as oil tankers or barges 102. A mobile RR generator 107 comprising an oscillator, klystron or magnetron 106 has attached to its output 110 a flexible coaxial waveguide 108. The other end 112 of the waveguide 108 extends through a manhole 115 in the barge 102. A sealing connection 114 is fluid tight and radio frequency tight. The waveguide 108 is attached at its other end to a tubular waveguide 116 which is attached to a radio-transparent applicator 118. Located within the applicator 118 is an energy deflector 120 capable of upward and downward emitting motion and which may be of any of the types discussed in fig. 2-6. A suitable mechanism for moving the energy deflector 120 upwards and downwards, as indicated in fig. 1, is applied.

Oljen oppvarmet av RF-bølger kan fjernes fra den respektive avdeling i lekteren 102 ved hjelp av en sugepumpe 122. Pumpen 122 har en bøyelig slange 124 som er plassert i et mannhull 126 i den samme avdelingen for ekstrahering av den oppvarmede oljen. The oil heated by RF waves can be removed from the respective compartment in the barge 102 by means of a suction pump 122. The pump 122 has a flexible hose 124 which is placed in a manhole 126 in the same compartment for extracting the heated oil.

Pilene som løper ut fra deflektoren 120 og applikatoren 118 angir et typisk mønster for de radiofrekvente bølgene. Ettersom bølgene forlater den radiogjennomsiktige applikatoren 118, absorberes de av olje/vann blandingen og trenger svakt inn i den indre tankhuden for sideveggene og oppvarmer oljen som er fanget i porene hvor de absorberes eller reflekteres av metallveggene i avdelingen inntil samtlig RF-energi til sist omdannes til varme i hydrokarbonfluidumet. The arrows extending from the deflector 120 and the applicator 118 indicate a typical pattern of the radio frequency waves. As the waves leave the radiopaque applicator 118, they are absorbed by the oil/water mixture and weakly penetrate the inner tank skin of the side walls and heat the oil trapped in the pores where they are absorbed or reflected by the metal walls of the compartment until all the RF energy is finally converted to heat in the hydrocarbon fluid.

Det er også blitt oppdaget at rust og avleiringdannelse på metallover-flatene, slik som veggene i oljetanker eller lekteravdelinger kan fjernes, hvorved etterlates bare metallvegger, ved å anvende fremgangsmåten og anordningen ifølge den forliggende oppfinnelse. Ved å rette RF-energi mot veggene, fanges en vannfilm under rustlaget. Denne oppvarmes og ekspanderes, hvorved dannes damp som bevirker rustlaget til å flekke av i store flak. It has also been discovered that rust and deposit formation on metal surfaces, such as the walls of oil tanks or barge compartments can be removed, leaving only metal walls, by using the method and device according to the present invention. By directing RF energy towards the walls, a film of water is trapped under the rust layer. This is heated and expanded, whereby steam is formed which causes the rust layer to flake off in large flakes.

Idet det vises til fig. 8 er den foreliggende oppfinnelse vist forbruk med en oljerørledning, særlig en T-forbindelse som angitt ved 130, idet oljestrømmen er vist ved heltrukne piler. En bølgeleder 132 har en flensforsynt ende 134 som er koplet til en tilpasset flens 136 på T-forbindelsen 130. En radiogjennomsiktig tetningsskive 138 er innskutt mellom flensen 134 og 136 ved hjelp av bolter og muttere 140. En RF-skjermring av metall 142 er anbragt omkretsmessig og hosliggende skiven 138 og innskutt mellom flensen 134 og 136. RF-bølgene forplanter seg gjennom oljen i T-forbindelsen 130 og gjennom oljen i rørledningen 144. Denne anordning oppvarmer oljen for å minske dens viskositet, hvorved kreves mindre pumpeenergi for å drive oljen gjennom rørledningen 144, og rengjør dessuten veggene i T-forbindelsen 130 og rørledningen 144 for parafin og bevirker denne til å homogenisere og forbli i oppløsningen. Referring to fig. 8, the present invention is shown in use with an oil pipeline, in particular a T-connection as indicated at 130, the oil flow being shown by solid arrows. A waveguide 132 has a flanged end 134 which is connected to a matching flange 136 on the T-connection 130. A radio-transparent sealing disc 138 is inserted between the flange 134 and 136 by means of bolts and nuts 140. An RF shielding ring of metal 142 is placed circumferentially and adjacent to the disc 138 and sandwiched between the flange 134 and 136. The RF waves propagate through the oil in the T-junction 130 and through the oil in the pipeline 144. This device heats the oil to reduce its viscosity, thereby requiring less pumping energy to drive the oil through the pipeline 144, and also cleans the walls of the tee 130 and the pipeline 144 of paraffin and causes it to homogenize and remain in solution.

Idet det vises til fig. 9, er en anordning 150 vist plassert i en injek-sjonsbrønn 152 plassert hosliggende minst en produksjonsbrønn 154. Anordningen 150 omfatter en "RF-generator 150 som er elektrisk koplet til en kraftkilde (ikke vist). Et magnetron 160 plassert innenfor RF-generatoren 158 utstråler mikrobølgeenergi fra en antenne eller sonde 162 inn i bølgelederseksjonen 164 for forplantning. En bølgelederforlengelse 166 har en ende koplet til bølgelederseksjonen 164 med bolter og muttere 168 og sin andre ende koplet til en bølgeleder/koaksial adapter 170 med bolter og muttere 172. En bøyelig koaksialbølgeleder 174 er koplet ved en ende til adapteren 170 gjennom en gass-sperrekopling 176. Den andre enden av bølgelederen 174 er koplet til en koaksial/bølgelederadapter 178 gjennom et gass-sperreelement 180. Et transformasjonselement 182 er koplet ved en ende til adapteren 178 med bolter og muttere 184. Den andre enden av transformasjonselementet 182 er koplet til en tubulær bølgeleder 186. En radiogjennomsiktig applikator 188 er festet til den tubulære bølgelederen 186 ved 187. Applikatoren 188 og energideflektoren (ikke vist) kan omfatte en hvilken som helst av de typer som er vist i fig. 2-6 for utsending av RF-bølger. Dessuten vil energideflektoren bli koplet til et heve og senkemiddel, f.eks. av den type som er vist i fig. 1. Referring to fig. 9, a device 150 is shown placed in an injection well 152 placed adjacent to at least one production well 154. The device 150 comprises an RF generator 150 which is electrically connected to a power source (not shown). A magnetron 160 placed within the RF generator 158 radiates microwave energy from an antenna or probe 162 into the waveguide section 164 for propagation. flexible coaxial waveguide 174 is connected at one end to the adapter 170 through a gas barrier coupling 176. The other end of the waveguide 174 is connected to a coaxial/waveguide adapter 178 through a gas barrier element 180. A transformation element 182 is connected at one end to the adapter 178 with bolts and nuts 184. The other end of the transformation element 182 is connected to a tubular waveguide 186. A radio transmission ktig applicator 188 is attached to the tubular waveguide 186 at 187. The applicator 188 and the energy deflector (not shown) may comprise any of the types shown in FIG. 2-6 for the emission of RF waves. In addition, the energy deflector will be connected to a raising and lowering means, e.g. of the type shown in fig. 1.

Bølgelederen 186 er plassert innenfor et hylster 190 som er dannet i brønnen 152. Brønnhodet 191 er tildekket ved hjelp av et tetningsdeksel 192 som effektivt avtetter bølgelederen 186 deri. Et flertall av termo-elementer 194 er plassert i brønnen 152 mellom hylsteret 190 og bølge-lederen 186 og strekker seg til et sted hosliggende bunnen av brønnen 152. Ledere 196, som forbinder termoelementene 194 med en styreinnretning (ikke vist) forløper gjennom en pakningstetning 198. Pakningstetningen 198 ville ikke bli anvendt hvis der er ønskelig å frembringe den resulterende olje, vann og gasser gjennom det ring-formete rommet 199 mellom hylsteret 190 og bølgelederen 186. I fraværet av pakningstetningen 198 vil ekspansjonen av oljen, vannet og gassene drive disse opp gjennom ringen 199 inntil bestanddelene i den umiddel-bare nærhet av applikatoren 188 fjernes. Deretter kan ringen 199 pakkes med pakningstetning 198 og hydrokarbonene ytterligere oppvarmet for å drive den resulterende oljen, vannet og gassen til produksjonsbrønnen 154. Hvis eksempelvis oljetemperaturen. økes til 204,44 °C, er der omtrentlig en 40% økning i oljevolumet. The waveguide 186 is placed within a sleeve 190 which is formed in the well 152. The wellhead 191 is covered by means of a sealing cover 192 which effectively seals the waveguide 186 therein. A plurality of thermocouples 194 are placed in the well 152 between the casing 190 and the waveguide 186 and extend to a location near the bottom of the well 152. Conductors 196, which connect the thermocouples 194 to a control device (not shown) run through a packing seal 198. The packing seal 198 would not be used if it is desired to produce the resulting oil, water and gases through the annular space 199 between the casing 190 and the waveguide 186. In the absence of the packing seal 198, the expansion of the oil, water and gases would drive these up through the ring 199 until the components in the immediate vicinity of the applicator 188 are removed. The ring 199 can then be packed with packing seal 198 and the hydrocarbons further heated to drive the resulting oil, water and gas to the production well 154. If, for example, the oil temperature. is increased to 204.44 °C, there is approximately a 40% increase in the oil volume.

RF-energien som kommer fra applikatoren 188, som angitt med pilene, oppvarmer hydrokarbonmaterialet i det geologiske substratet og bevirker frigivningen av vann, gasser og olje, med den varme oljen, vannet og gassen strømmende inn i bunnen av produksjonsbrønnen 154 etter at den avbøyde RF-energien smelter tilstrekkelig gjennom den størknede oljen til å etablere strømningsvei til produksjonsbrønnen 154. Pumpesettet 200 pumper olje, vann og gassblandingen gjennom et perforert gassrør 202, sentrert i brønnhylster 210 ved hjelp av et sentreringsorgan 204 og produksjonsstreng 206 plassert i brønnhylsteret 210 til et uttaksrør 208. Nærmere bestemt beveger pumpesettet en sugestang 212 opp og ned i produksjonsstrengen 206 for å trekke olje, vann og gass gjennom produksjonsstrengen inn i uttaksrøret 208. The RF energy coming from the applicator 188, as indicated by the arrows, heats the hydrocarbon material in the geological substrate and causes the release of water, gases and oil, with the hot oil, water and gas flowing into the bottom of the production well 154 after the deflected RF -the energy sufficiently melts through the solidified oil to establish a flow path to the production well 154. The pump set 200 pumps oil, water and the gas mixture through a perforated gas pipe 202, centered in the well casing 210 by means of a centering device 204 and production string 206 placed in the well casing 210 to an outlet pipe 208. More specifically, the pump set moves a suction rod 212 up and down in the production string 206 to draw oil, water and gas through the production string into the withdrawal pipe 208.

Injeksjonsbrønnen 152 vist i fig. 9 kan utstyres med supplerende driv-midler, slik som damp eller kulldioksyd under trykk for injisering i det geologiske substratet gjennom ringen 199 dannet mellom brønnhylsteret 190 og bølgelederen 186 for å hjelpe til med ytterligere oppvarmning av hydrokarbonmaterialet, men langt mer viktig å drive det oppvarmete vann gassen og oljen til produksjonsbrønnen 154. Kulldioksyd kan anvendes som drivmedium. The injection well 152 shown in fig. 9 can be equipped with supplementary propellants, such as steam or pressurized carbon dioxide for injection into the geological substrate through the annulus 199 formed between the well casing 190 and the waveguide 186 to assist in further heating of the hydrocarbon material, but far more importantly to propel the heated water the gas and oil to the production well 154. Carbon dioxide can be used as a propellant.

Idet det vises til fig. 10, er der vist en anordning 220 for in situ produksjon av olje, gass og svovel fra oljeskifer, kull, torv, lignitt og tjæresand (tar sands) ved kogenerering. En brønn 222 dannes gjennom overdekningen 224 og inn i lagedelingsplanet 226. Brønnen 222 omfatter et hylster 230 av stål og en bølgeleder 232 plassert innenfor hylsteret og koplet til en radiogjennomsiktig applikator 234 som huser en energideflektor 236 som beskrevet i fig. 1-6. Middel for å heve og senke energideflektoren 236, beskrevet i fig. 1, bør innbefattes, men denne er blitt eliminert for tydelighietsskyld. Bølgelederen 232 er festet til brønnhodet 238 med en pakningstetning 240 og til overgangsalbu 242 som omfatter en gass-sperre. Koplet til den fjerntliggende enden av over-gangsalbuen 242 er der en bøyelig koaksialbølgeleder 244 som er koplet til en RF-generator 246 som omfatter et magnetron, klystron eller en faststoffoscillator (ikke vist). Strøm tilføres RF-generatoren 246 fra en elektrisk generator 248 som drives av en turbin 250. Høytrykksdamp tilføres turbinen 250 fra en kjele 252. Referring to fig. 10, there is shown a device 220 for in situ production of oil, gas and sulfur from oil shale, coal, peat, lignite and tar sands (tar sands) by cogeneration. A well 222 is formed through the cover 224 and into the stratification plane 226. The well 222 comprises a casing 230 of steel and a waveguide 232 placed within the casing and connected to a radio-transparent applicator 234 which houses an energy deflector 236 as described in fig. 1-6. Means for raising and lowering the energy deflector 236, described in fig. 1, should be included, but this has been eliminated for the sake of clarity. The waveguide 232 is attached to the wellhead 238 with a packing seal 240 and to the transition elbow 242 which comprises a gas barrier. Coupled to the distal end of the transition elbow 242 is a flexible coaxial waveguide 244 which is coupled to an RF generator 246 comprising a magnetron, klystron or solid state oscillator (not shown). Power is supplied to the RF generator 246 from an electric generator 248 which is driven by a turbine 250. High pressure steam is supplied to the turbine 250 from a boiler 252.

Lavtrykksektraksjonsdamp som kommer ut fra turbinen 250 tilføres ringen 254 mellom hylsteret 230 og bølgelederen 232 i brønnen 222 ved hjelp av en dampledningen 251. Tilførselen av lavtrykksdamp til oljeskiferen, kullet, torven, lignitt eller tjæresand, i tillegg til RF-energien tjener til å minske viskositeten hos kerogenet eller oljen i formasjonen, hvilket bevirker vannet, oljen og gassen til å ekspandere og strømme inn i åpent hullpumpen 256, hvor det tvinges oppad under dens egen ekspansjon og ved damptrykket til overflaten med oljen og gassen forløpende inn i utgangsoljeledning 258 og dampen forløpende inn i dampreturledningen 260. Dampen som går inn i dampreturledningen 260 kan avmineraliseres i avmineralisatoren 262, kondenseres i kondensattanken 264 og tilføres påny til kjelen 252. Low-pressure extraction steam coming out of the turbine 250 is supplied to the ring 254 between the casing 230 and the waveguide 232 in the well 222 by means of a steam line 251. The supply of low-pressure steam to the oil shale, coal, peat, lignite or tar sands, in addition to the RF energy, serves to reduce the viscosity of the kerogen or oil in the formation, causing the water, oil and gas to expand and flow into the open hole pump 256, where it is forced upward by its own expansion and by the steam pressure to the surface with the oil and gas proceeding into outlet oil line 258 and the steam continuously into the steam return line 260. The steam that enters the steam return line 260 can be demineralized in the demineralizer 262, condensed in the condensate tank 264 and supplied again to the boiler 252.

Den innkommende oljen og gassen sendes fra oljeledningen 258 til en konvensjonell væske/gass-separator 260. Den separerte oljen sendes så til en lagertank for rørledningstransmisjon. The incoming oil and gas is sent from oil line 258 to a conventional liquid/gas separator 260. The separated oil is then sent to a storage tank for pipeline transmission.

Idet det henvises til fig. 11 har en vippet eller vinklet energideflektor 280 en spesiell anvendelse i en brønnboring 282 i hvilken matesonen 284 er skråstillet eller forskjøvet relativt brønnboringen 282 slik at den radiofrekvente energien kan rettes mot laget eller matesonen 284. Deflektoren 280 er anbragt ved bunnen av en applikator 286 som er koplet til en bølgeleder 288 med en E.I.A. flens 290. Et korrosjonsmotstandsdyktig deksel 292 omgir bølgelederen 288 og flensen 290. Forløpende nedad fra hylsteret 292 er en perforert foring 294 som er gjennomsiktig overfor RF-bølger og beskytter applikatoren 286. Referring to fig. 11, a tilted or angled energy deflector 280 has a special application in a wellbore 282 in which the feed zone 284 is tilted or offset relative to the wellbore 282 so that the radio frequency energy can be directed towards the layer or the feed zone 284. The deflector 280 is placed at the bottom of an applicator 286 which is connected to a waveguide 288 with an E.I.A. flange 290. A corrosion resistant cover 292 surrounds the waveguide 288 and flange 290. Extending downward from the housing 292 is a perforated liner 294 which is transparent to RF waves and protects the applicator 286.

Idet det henvises til fig. 12, er en koaksial bølgelederanordning vist ved 300 for in situ produksjon av olje gjennom en brønnboring 302 av liten diameter. Brønnboringen 302 omfatter et hylster 304 og en perforert radiogjennomsiktig foring 306 som strekker seg nedad fra denne. En koaksial bølgeleder 308 er plassert innenfor brønnboringen 302 og koplet til en radiogjennomsiktig applikator 310 med en E.I.A. flens 312. Et glassfiber eller annet korrosjonsmotstandsdyktig deksel 314 omgir bølgelederen 308 og flensen 312. Bølgelederen 308 omfatter en hul sentral leder 316 som holdes i et adskilt forhold fra en ytre leder 317 med dielektriske avstandsorganer 319, hvorav kun ett er vist. Lederen 316 strekker seg gjennom applikatoren 310 for sammenkopling med en nedsenkbar pumpe 318 plassert innenfor foringen 306. Det innvendige av den sentrale lederen 316 omfatter en glassfiber eller polyetylenforing 320 for å tilveiebringe en produksjonskanal gjennom hvilken olje pumpes til overflaten. Den pumpede oljen hjelper til å kjøle den indre lederen 316 ved å absorbere varme fra denne som i sin tur hjelper til å opprettholde en lavere viskositet i den produserende olje ved ytterligere å oppvarme den. Kjøleeffekten av oljen på den sentrale lederen 316 hindrer over-oppheting og dielektrisk sammenbrudd hos de dielektriske avstands- Referring to fig. 12, a coaxial waveguide device is shown at 300 for in situ production of oil through a small diameter wellbore 302. The wellbore 302 comprises a casing 304 and a perforated radio-transparent liner 306 extending downwardly therefrom. A coaxial waveguide 308 is placed within the wellbore 302 and connected to a radiopaque applicator 310 with an E.I.A. flange 312. A fiberglass or other corrosion-resistant cover 314 surrounds the waveguide 308 and the flange 312. The waveguide 308 comprises a hollow central conductor 316 which is held in a separate relationship from an outer conductor 317 by dielectric spacers 319, only one of which is shown. The conduit 316 extends through the applicator 310 for connection to a submersible pump 318 located within the liner 306. The interior of the central conduit 316 includes a fiberglass or polyethylene liner 320 to provide a production channel through which oil is pumped to the surface. The pumped oil helps to cool the inner conductor 316 by absorbing heat from it which in turn helps to maintain a lower viscosity in the producing oil by further heating it. The cooling effect of the oil on the central conductor 316 prevents overheating and dielectric breakdown of the dielectric spacers.

organene 319.the organs 319.

Pumpen 318 er elektrisk drevet, og mottar kraft gjennom en kraft-tilførselskabel 322. Pumpen 318 kan være pneumatisk eller hydraulisk betjent eller aktivert ved hjelp av et magnetfelt frembragt av RF-bølger som har en forskjellig frekvens fra den for RF-bølgene som anvendes for oppvarmning. Koaksialbølgelederen 308 er mindre i diameter enn bølgelederen vist i fig. 11 for å tillate adgang til brønnene 302 som har boringer av liten diameter. The pump 318 is electrically powered, and receives power through a power supply cable 322. The pump 318 may be pneumatically or hydraulically operated or activated by means of a magnetic field produced by RF waves having a different frequency from that of the RF waves used for heating. The coaxial waveguide 308 is smaller in diameter than the waveguide shown in FIG. 11 to allow access to the wells 302 which have small diameter bores.

Fortrinnsvis understøttes pumpen 318 av støttetråder 324 eller stenger koplet mellom små øyne 323 som er festet til pumpen og øyne 315 festet til flensen 312. Et dielektrisk oljerør 326 har en ende koplet til pumpen 318 med en flens 328 og passerer gjennom en sentral åpning 330 i energideflektoren 332. En væsketett tetning er anbragt mellom disse. Den andre enden av oljerøret 326 er koplet til den sentrale lederen 316 med et dielektrisk koplingsorgan 334. Preferably, the pump 318 is supported by support wires 324 or rods connected between small eyes 323 which are attached to the pump and eyes 315 attached to the flange 312. A dielectric oil pipe 326 has one end connected to the pump 318 with a flange 328 and passes through a central opening 330 in the energy deflector 332. A liquid-tight seal is placed between these. The other end of the oil pipe 326 is connected to the central conductor 316 with a dielectric coupling means 334.

RF-bølgene som forplantes gjennom bølgelederen 308 utstråles eller utsendes utad fra det partiet av den sentrale lederen, betegnet 336 som fungerer som en 1/4 bølge monopolantenne. Eventuelle RF-bølger som beveger seg forbi antennen 336 avbøyes av energideflektoren 332. The RF waves propagated through the waveguide 308 are radiated or emitted outward from that portion of the central conductor, designated 336, which functions as a 1/4 wave monopole antenna. Any RF waves that travel past the antenna 336 are deflected by the energy deflector 332.

Idet det vises til fig. 13, er der vist en anordning 350 for anvendelse i en beholder som inneholder hydrokarbonfluidum for effektivt å anvende en del av hydrokarbonfluidumet til å tilveiebringe et automatisk iso-lasjonslag for beholderen ved å tilveiebringe en bestemt tykkelse av ubevegelig olje i kontakt med og hosliggende de innvendige tankvegger når den omgivende temperatur eller temperaturforholdene er lave. R-verdien for isolasjonen og U-faktoren vil variere ifølge oljens k-faktor. Referring to fig. 13, there is shown a device 350 for use in a container containing hydrocarbon fluid to effectively use a portion of the hydrocarbon fluid to provide an automatic insulating layer for the container by providing a specific thickness of immobile oil in contact with and adjacent to the internal tank walls when the ambient temperature or temperature conditions are low. The R-value for the insulation and the U-factor will vary according to the k-factor of the oil.

Tanken 352 omfatter en perforert skjerm av metall eller trådnett 354 anbragt konstentrisk med og adskilt fra tankens sidevegger 356. Skjermen 354 holdes fra sideveggen 356 ved hjelp av avstandsbraketter 358. Likeledes er perforerte metallskjermer 355 og 357 plassert i en forutbestemt avstand fra henholdsvis bunnove r flaten 359 og toppoverflaten 366. Avstandsbraketter 361 og 363 er anordnet henholdsvis metallskjermen 355 og bunnoverflaten 359, og metallskjermen 357 og toppoverflaten 366. The tank 352 comprises a perforated screen of metal or wire mesh 354 arranged concentrically with and separated from the side walls 356 of the tank. The screen 354 is held from the side wall 356 by means of distance brackets 358. Likewise, perforated metal screens 355 and 357 are placed at a predetermined distance from the bottom surface respectively 359 and the top surface 366. Spacer brackets 361 and 363 are respectively arranged on the metal shield 355 and the bottom surface 359, and the metal shield 357 and the top surface 366.

Under milde og varme temperaturforhold, kan oljen ekspandere og trekke seg sammen uten begrensning og strømme gjennom perforeringene 360, 365 og 367 slik at den er tilgjengelig for bruk. Når temperaturforholdene imidlertid er kalde og tankveggene 356, 359 og 366 blir kalde, vil viskositeten for oljen øke slik at oljen ikke vil være i stand til å strømme gjennom perforeringen 360, 365 og 367 og vil ha tendens til å størke innad mot skjermene 354, 355 og 357 hvorved dannes et tykt isolasjons-lag som ikke lenger er i stand til å overføre ekstern varme til tankens indre 352 ved konveksjon. Under mild and warm temperature conditions, the oil can expand and contract without restriction and flow through the perforations 360, 365 and 367 so that it is available for use. However, when the temperature conditions are cold and the tank walls 356, 359 and 366 become cold, the viscosity of the oil will increase so that the oil will not be able to flow through the perforations 360, 365 and 367 and will tend to solidify inwards against the screens 354, 355 and 357 whereby a thick insulation layer is formed which is no longer able to transfer external heat to the interior of the tank 352 by convection.

Anordningen i fig. 1 kan anvendes til å opprettholde flyteevnen eller lettflytingen av oljen i tanken 352 som er plassert innvendig relativt skjermene 354, 355 og 357. Som vist i fig. 13 foretrekkes det å innføre RF-bølger fra toppen av tanken 352 inn i en radiogjennomsiktig applikator 362 som er væsketett ved dens bunnende. Denne anordning sikrer mot oljelekkasje fra tanken 352 dersom applikatoren 362 skulle bli skadet eller få brudd. RF-bølgene som forplantes gjennom den radiogjennomsiktige applikatoren 362 avbøyes inn i oljen ved hjelp av energideflektoren 364 hvor de absorberes og omdannes til termisk energi. RF-bølgene vil ikke trenge gjennom forbi skjermene 354, 355 og 357 og reflekteres tilbake inn i oljen av skjermene 354, 355 og 357, hvis de ikke allerede er blitt absorbert. The device in fig. 1 can be used to maintain the buoyancy or easy flow of the oil in the tank 352 which is placed internally relative to the screens 354, 355 and 357. As shown in fig. 13, it is preferred to introduce RF waves from the top of the tank 352 into a radiolucent applicator 362 which is liquid tight at its bottom. This device ensures against oil leakage from the tank 352 should the applicator 362 be damaged or break. The RF waves that are propagated through the radio-transparent applicator 362 are deflected into the oil by means of the energy deflector 364 where they are absorbed and converted into thermal energy. The RF waves will not penetrate past the screens 354, 355 and 357 and will be reflected back into the oil by the screens 354, 355 and 357, if they have not already been absorbed.

Skjermen 357 over toppoverflaten 366 i tanken 352 kan elimineres ettersom den oppvarmede oljen når den avkjøles vil danne et fast lag nær toppoverflaten 366. Imidlertid må en liten passasje tilveiebringes gjennom dette øvre faste laget for forbindelse med den oppvarmede oljen under for å tilveiebringe en dampstrømningsvei, eksempelvis senderrøret 372 varme fra anodekjølingssystemet for magnetronet 368 i RF-generatoren 370 til tanken 352. Røret 372 forløpe over en forutbestemt avstand under toppoverflaten 366 til å gjennomtrenge eventuelt resulterende fast oljelag ved resirkulering av den avioniserte anodekjølnings-oppløsningen gjennom røret 372 som er nedsenket i oljen. The screen 357 above the top surface 366 of the tank 352 can be eliminated as the heated oil when cooled will form a solid layer near the top surface 366. However, a small passage must be provided through this upper solid layer for connection with the heated oil below to provide a vapor flow path, for example, the tube 372 transmits heat from the anode cooling system for the magnetron 368 in the RF generator 370 to the tank 352. The tube 372 extends a predetermined distance below the top surface 366 to penetrate any resulting solid oil layer by recirculating the deionized anode cooling solution through the tube 372 which is immersed in the oil.

Claims

1. Procedure for removing paraffin build-up from the wall surfaces at e.g. barges, oil tankers, containers, condenser tubes and other metal surfaces, characterized by the steps: to generate electromagnetic energy in the frequency range from approx. 300 megahertz to approx. 300 gigahertz, "seeing" said energy through a waveguide (132) and radio-transparent applicator (138), deflecting said energy towards the surfaces containing the paraffin build-up to heat and remove the paraffin therefrom, and to homogenize the removed paraffin with other hydrocarbons present in the paraffinic oil to cause it to remain in solution.

2. Method for reducing the viscosity of oil flowing in an oil pipeline (144), and for removing paraffin from the walls of the pipeline (144), characterized by the steps: connecting a waveguide (132) to the pipeline (144), providing a radio-transparent sealing means (138) between the waveguide (132) and the pipeline (144) which is transparent to electromagnetic energy but impermeable to the oil in the pipeline (144), to generate electromagnetic energy in the frequency range less than 300 megahertz to approx. 300 gigahertz, sending said energy into the pipeline (144) through the waveguide (132), to heat the oil in the pipeline (144) and the kerosene on the side walls of the pipeline (144), and homogenizing the heated paraffin with other hydrocarbons in the oil to cause the paraffin to remain in solution in the oil.

3. Device for reducing the viscosity of oil flowing in a pipeline (144) and removing kerosene from the walls of the pipeline (144A), characterized by : waveguide means (132) for coupling to one end of the conduit, radio-transparent sealant (138) placed between the waveguide means (132) and the end of the pipeline (144), said radio-transparent sealant (138) being transparent to electromagnetic energy, but impermeable to the oil in the pipeline, radio frequency generating means (16) for generating electromagnetic energy in the frequency range of less than 300 megahertz to approx. 300 gigahertz, wherein said radio frequency generating means (16) is connected to said waveguide (132) to send electromagnetic energy into the pipeline (144) through said radio-transparent sealing means (138) to heat the oil in the pipeline (144) and the kerosene on the side wall of the pipeline so that the paraffin homogenizes with the other hydrocarbons in the oil and remains in solution in the oil.