RU2585776C2 - Methods of connecting insulated conductors - Google Patents

Methods of connecting insulated conductors Download PDF

Info

Publication number
RU2585776C2
RU2585776C2 RU2013120929/03A RU2013120929A RU2585776C2 RU 2585776 C2 RU2585776 C2 RU 2585776C2 RU 2013120929/03 A RU2013120929/03 A RU 2013120929/03A RU 2013120929 A RU2013120929 A RU 2013120929A RU 2585776 C2 RU2585776 C2 RU 2585776C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sleeve
insulated conductors
insulating material
fitting
insulated
Prior art date
Application number
RU2013120929/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013120929A (en
Inventor
Чарльз Д'АНДЖЕЛО
Патрик Сайлас ХАРМАСОН
Original Assignee
Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. filed Critical Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В.
Publication of RU2013120929A publication Critical patent/RU2013120929A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2585776C2 publication Critical patent/RU2585776C2/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/16Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
    • E21B43/24Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection
    • E21B43/2401Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection by means of electricity
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/005Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for making dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof connection, coupling, or casing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/04Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for forming connections by deformation, e.g. crimping tool
    • H01R43/048Crimping apparatus or processes

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: group of inventions relates to a method of connecting insulated conductors in treating subsurface formation. Method of connecting two insulated conductor ends includes connection of end section of core of first insulated conductor with end section of core of second insulated conductor. At least part of end sections of cores is at least partially bare. Electrically insulating material is placed on top of bare sections of cores. Sleeve is placed on top of end sections of two connected insulated conductors. Said sleeve has one or more raised sections. End sections include bare areas of cores. Sleeve is connected with cladding of conductors. Mechanical compression of raised sections of sleeve is carried out until raised sleeve sections have diameter, essentially similar to diameter of remaining part of sleeve. During compression of raised sections of sleeve, electrically insulating material inside said sleeve is pressed.
EFFECT: high efficiency of connection and improved insulating properties.
13 cl, 54 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к системам для изолированных проводников, используемых в нагревательных элементах. В частности, изобретение относится к фитингам для сращивания между собой изолированных проводящих кабелей.The present invention relates to systems for insulated conductors used in heating elements. In particular, the invention relates to fittings for splicing together insulated conductive cables.

Уровень техникиState of the art

Углеводороды, добываемые из подземных пластов часто используются в качестве источников энергии, сырья для промышленности и изготовления потребительских товаров. Опасения относительно истощения имеющихся запасов углеводородов и опасения относительно снижения в целом качества добываемых углеводородов стали причиной разработки процессов, направленных на повышение эффективности извлечения, обработки и/или использования углеводородных ресурсов. Для извлечения из подземных пластов углеводородных материалов, которые ранее были недоступны и/или слишком дорогостоящи для извлечения при помощи существующих способов, могут использоваться процессы на месте залегания. Для более легкого извлечения углеводородного материала из подземного пласта и/или увеличения стоимости углеводородного материала может потребоваться изменение химических и/или физических свойств углеводородного материала в подземном пласте. Химические и физические изменения могут включать в себя реакции на месте залегания, в результате которых образуются извлекаемые флюиды, происходят изменения состава, изменения растворимости, изменения плотности, фазовые переходы и/или изменения вязкости углеводородного материала в пласте.Hydrocarbons mined from underground formations are often used as sources of energy, raw materials for industry and the manufacture of consumer goods. Concerns about the depletion of existing hydrocarbon reserves and fears about a decrease in the overall quality of produced hydrocarbons have led to the development of processes aimed at improving the efficiency of extraction, processing and / or use of hydrocarbon resources. In-situ processes can be used to recover hydrocarbon materials from underground formations that were previously unavailable and / or too expensive to recover using existing methods. To more easily recover hydrocarbon material from the subterranean formation and / or increase the cost of the hydrocarbon material, a change in the chemical and / or physical properties of the hydrocarbon material in the subterranean formation may be required. Chemical and physical changes may include in situ reactions that produce recoverable fluids, changes in composition, changes in solubility, changes in density, phase transitions and / or changes in the viscosity of the hydrocarbon material in the formation.

Нагреватели могут помещаться в стволы скважин для нагрева пласта во время процессов на месте залегания. Существует много разных типов нагревателей, которые могут использоваться для нагревания пласта. Примеры процессов на месте залегания, в которых используются скважинные нагреватели, описаны в документах US 2,634,961 на имя Люнгстрэм; US 2,732,195 на имя Люнгстрэм; US 2,780,450 на имя Люнгстрэм; US 2,789,805 на имя Люнгстрэм; US 2,923,535 на имя Люнгстрэм; US 4,886,118 на имя Ван Мюрс и соавт; а также US 6,688,387 на имя Уэллингтон и соавт.Heaters can be placed in wellbores to heat the formation during on-site processes. There are many different types of heaters that can be used to heat the formation. Examples of on-site processes using downhole heaters are described in US Pat. No. 2,634,961 to Lungstram; US 2,732,195 to Lungstram; US 2,780,450 in the name of Lungstram; US 2,789,805 to Lungstram; US 2,923,535 to Lungstram; US 4,886,118 to Van Mürs et al; and US 6,688,387 addressed to Wellington et al.

Кабели с минеральной изоляцией (МИ) (изолированные проводники), предназначенные для эксплуатации в подземных условиях, например, в отдельных областях применения для нагрева углеводородсодержащих пластов, имеют увеличенную длину, могут иметь увеличенный внешний диаметр и могут использоваться при более высоких напряжениях и температурах по сравнению с общепринятыми значениями для кабелей с минеральной изоляцией. При производстве и/или монтаже изолированных проводников большой длины возникает много потенциальных проблем.Mineral insulated cables (MI) (insulated conductors) designed for underground use, for example, in certain applications for heating hydrocarbon-containing formations, have an increased length, can have an increased external diameter and can be used at higher voltages and temperatures compared to with generally accepted values for mineral insulated cables. The manufacture and / or installation of long insulated conductors presents many potential problems.

Например, потенциально могут возникать электрические и/или механические проблемы из-за разрушения со временем электроизоляции, используемой в изолированном проводнике. Также потенциально могут возникать проблемы с электрическими изоляторами, которые приходится решать при монтаже нагревателя с изолированным проводником. При монтаже нагревателя с изолированным проводником могут возникать такие проблемы как вздутие сердечника или другие механические неисправности. Подобные неполадки могут создавать проблемы с электропитанием во время использования нагревателя и потенциально могут сделать нагреватель непригодным для выполнения поставленной для него задачи.For example, electrical and / or mechanical problems could potentially arise due to destruction over time of the electrical insulation used in the insulated conductor. Potentially, problems can arise with electrical insulators, which have to be solved when installing a heater with an insulated conductor. When installing a heater with an insulated conductor, problems such as bloating of the core or other mechanical malfunctions can occur. Such problems can create power problems during use of the heater and potentially make the heater unsuitable for the task assigned to it.

Кроме этого, в подземных областях применения может потребоваться соединение нескольких кабелей с минеральной изоляцией для получения кабелей с минеральной изоляцией достаточной длины, уходящих на такую глубину и расстояние, чтобы можно было эффективно нагревать подземный пласт и соединять участки с разной функциональностью, например, соединять вводные кабели с секциями нагревателя. Для подобных длинных нагревателей также требуется повышенное напряжение для подачи достаточного количества энергии на наиболее удаленные концы нагревателей.In addition, in underground applications, it may be necessary to connect several mineral insulated cables to produce mineral insulated cables of sufficient length extending to such a depth and distance that it is possible to efficiently heat the underground formation and connect areas with different functionality, for example, connect input cables with heater sections. Such long heaters also require increased voltage to supply enough energy to the farthest ends of the heaters.

Традиционные сращенные конструкции кабелей с минеральной изоляцией обычно не подходят для напряжений свыше 1000 D, свыше 1500 D или свыше 2000 В и не могут функционировать длительное время без поломок при повышенных температурах, например, свыше 650°C, свыше 700°C или свыше 800°C. Для подобных областей применения с высоким напряжением и высокой температурой обычно приходится спрессовывать минеральный изоляционный материал в сростке таким образом, чтобы он был расположен как можно ближе к уровню спрессовывания или находился над уровнем спрессовывания непосредственно в самом изолированном проводнике (кабеле с минеральной изоляцией).Traditional spliced mineral insulated cable designs are usually not suitable for voltages above 1000 D, above 1500 D or above 2000 V and cannot function for a long time without failures at elevated temperatures, for example, above 650 ° C, above 700 ° C or above 800 ° C. For such applications with high voltage and high temperature, it is usually necessary to compress the mineral insulating material in the splicing so that it is located as close as possible to the level of compression or is above the level of compression directly in the insulated conductor (cable with mineral insulation).

Относительно большой наружный диаметр и большая длина кабелей с минеральной изоляцией для некоторых областей применения требуют, чтобы сращивание кабелей осуществлялось при горизонтальном положении кабелей. Также осуществляется сращивание кабелей с минеральной изоляцией, которые были уложены горизонтально для других областей применения. Подобная технология обычно предусматривает выполнение небольшого отверстия, через которое минеральная изоляция (например, порошковый оксид магния) заполняется в сросток и слегка спрессовывается за счет вибрации или утрамбовывания. Подобные способы не обеспечивают достаточного спрессовывания минеральной изоляции, либо вообще не обеспечивают никакого спрессовывания минеральной изоляции и не подходят для осуществления сращиваний при использовании в условиях высоких напряжений, необходимых для подобных подземных областей применения.The relatively large outer diameter and long mineral-insulated cable lengths for some applications require that the cable splices be carried out with the cables horizontal. Mineral-insulated cables that are laid horizontally for other applications are also spliced. Such a technology usually involves making a small hole through which mineral insulation (for example, powdered magnesium oxide) is filled into a splice and slightly compressed by vibration or ramming. Such methods do not provide sufficient compression of the mineral insulation, or do not provide any compression of the mineral insulation and are not suitable for splicing when used under high stress conditions required for such underground applications.

Поэтому существует потребность в сростках для изолированных проводников, которые, несмотря на их простоту, могут функционировать при высоких напряжениях и температурах в подземных условиях в течение длительного времени, без поломок. Кроме этого, для предотвращения поломок сростка при весовой нагрузке и температурах, которым могут подвергаться кабели под землей, сростки должны обладать высокой прочностью на изгиб и прочностью на растяжение. Также можно использовать технологии и способы для снижения интенсивности электрического поля в сростках таким образом, чтобы уменьшить токи потерь в сростках и увеличить интервал между рабочим напряжением и электрическим пробоем. Снижение интенсивности электрического поля позволяет увеличить напряжение и рабочий диапазон температур для сростков.Therefore, there is a need for splices for insulated conductors, which, despite their simplicity, can function at high voltages and temperatures in underground conditions for a long time, without breakage. In addition, to prevent breakage of the splice under the weight load and temperatures to which cables can be exposed underground, the splice must have high bending strength and tensile strength. You can also use technologies and methods to reduce the intensity of the electric field in the splices in such a way as to reduce the loss currents in the splices and to increase the interval between the operating voltage and electrical breakdown. Reducing the intensity of the electric field allows you to increase the voltage and the operating temperature range for splices.

Помимо этого, могут возникать проблемы, связанные с увеличением натяжения изолированных проводников во время монтажа и/или установки изолированных проводников под землей. Например, наматывание или разматывание изолированных проводников на катушки перед транспортировкой и установкой изолированных проводников может приводить к механическому напряжению электрических проводников и/или других компонентов изолированных проводников. Поэтому нужны более надежные системы и способы для уменьшения или предотвращения потенциальных проблем, возникающих во время изготовления, монтажа и/или установки изолированных проводников.In addition, problems may arise associated with an increase in the tension of insulated conductors during installation and / or installation of insulated conductors underground. For example, winding or unwinding insulated conductors on coils before transporting and installing insulated conductors can lead to mechanical stress on electrical conductors and / or other components of insulated conductors. Therefore, more reliable systems and methods are needed to reduce or prevent potential problems encountered during the manufacture, installation and / or installation of insulated conductors.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Рассматриваемые здесь варианты осуществления, в целом, относятся к системам, способам и нагревателям для обработки подземных пластов. Рассматриваемые здесь варианты осуществления также относятся к нагревателям, в которых используются инновационные компоненты. Подобные нагреватели могут быть получены с использованием рассматриваемых здесь систем и способов.The embodiments discussed herein generally relate to systems, methods, and heaters for treating subterranean formations. The embodiments discussed herein also apply to heaters that use innovative components. Similar heaters can be obtained using the systems and methods discussed herein.

По некоторым вариантам осуществления изобретением предлагается одна или несколько систем, способов и/или нагревателей. По отдельным вариантам осуществления системы, способы и/или нагреватели используются для обработки подземных пластов.In some embodiments, the invention provides one or more systems, methods, and / or heaters. In certain embodiments, systems, methods, and / or heaters are used to treat subterranean formations.

По некоторым вариантам осуществления способ для соединения концов двух изолированных проводников включает в себя: соединение концевого участка сердечника первого изолированного проводника с концевым участком сердечника второго изолированного проводника, при этом по меньшей мере часть концевых участков сердечников по меньшей мере частично оголена; помещение электроизоляционного материала поверх оголенных участков сердечников; помещение втулки поверх концевых участков двух соединяемых изолированных проводников, причем втулка имеет один или несколько поднятых участков, причем концевые участки включают в себя оголенные участки сердечников; соединение втулки с оболочками изолированных проводников; и механическое сжатие поднятых участков втулки до тех пор, пока диаметр поднятых участков втулки, по существу, не станет таким же, как у остальной части втулки, при этом при сжатии поднятых участков втулки происходит спрессовывание электроизоляционного материала внутри втулки.In some embodiments, a method for connecting the ends of two insulated conductors includes: connecting the end portion of the core of the first insulated conductor to the end portion of the core of the second insulated conductor, wherein at least a portion of the end portions of the cores are at least partially exposed; placement of electrical insulation material over exposed core sections; placing the sleeve over the end sections of two connected insulated conductors, the sleeve having one or more raised sections, the end sections including exposed core sections; connection of the sleeve with the shells of insulated conductors; and mechanical compression of the raised portions of the sleeve until the diameter of the raised portions of the sleeve essentially becomes the same as the rest of the sleeve, while compressing the raised portions of the sleeve, the insulating material is compressed inside the sleeve.

По некоторым вариантам осуществления способ для соединения концов двух изолированных проводников включает в себя: соединение концевого участка сердечника первого изолированного проводника с концевым участком сердечника второго изолированного проводника, при этом по меньшей мере часть концевых участков сердечников по меньшей мере частично оголена; помещение электроизоляционного материала поверх оголенных участков сердечников; помещение внутренней втулки поверх концевых участков двух соединяемых изолированных проводников, причем концевые участки включают в себя оголенные участки сердечников; помещение внешней втулки поверх внутренней втулки, при этом между внутренней втулкой и внешней втулкой имеется свободный объем, а во внешней втулке имеется отверстие; соединение внутренней втулки и внешней втулки с оболочками изолированных проводников; и подачу текучей среды под давлением в свободный объем между внутренней втулкой и внешней втулкой для вдавливания внутренней втулки в электроизоляционный материал и спрессовывания электроизоляционного материала.In some embodiments, a method for connecting the ends of two insulated conductors includes: connecting the end portion of the core of the first insulated conductor to the end portion of the core of the second insulated conductor, wherein at least a portion of the end portions of the cores are at least partially exposed; placement of electrical insulation material over exposed core sections; placing the inner sleeve over the end sections of two connected insulated conductors, the end sections including exposed core sections; placing the outer sleeve over the inner sleeve, while there is free space between the inner sleeve and the outer sleeve, and there is an opening in the outer sleeve; the connection of the inner sleeve and the outer sleeve with the shells of insulated conductors; and supplying the fluid under pressure to the free volume between the inner sleeve and the outer sleeve to press the inner sleeve into the insulating material and compressing the insulating material.

По некоторым вариантам осуществления фитинг для соединения концов изолированных проводников включает в себя: внутреннюю втулку, помещаемую во время использования поверх концевых участков первого изолированного проводника и второго изолированного проводника, причем внутренняя втулка помещена поверх по меньшей мере частично оголенных концевых участков сердечников изолированных проводников, а электроизоляционный материал помещен во время использования поверх оголенных концевых участков сердечников внутри втулки; причем во внешней втулке имеется отверстие, расположенное над внутренней втулкой, при этом между внутренней втулкой и внешней втулкой имеется свободный объем; причем внутренняя втулка и внешняя втулка во время использования соединены с оболочками изолированных проводников; при этом внутренняя втулка сжимается во время использования текучей средой под давлением, подаваемой в свободный объем между внутренней втулкой и внешней втулкой, и при сжатии внутренней втулки происходит спрессовывание электроизоляционного материала во внутренней втулке.In some embodiments, a fitting for connecting the ends of insulated conductors includes: an inner sleeve placed during use over the end portions of the first insulated conductor and the second insulated conductor, the inner sleeve being placed over at least partially exposed end portions of the core of the insulated conductors, and an electrical insulator the material is placed during use on top of the exposed end portions of the cores inside the sleeve; moreover, in the outer sleeve there is a hole located above the inner sleeve, while there is free space between the inner sleeve and the outer sleeve; moreover, the inner sleeve and the outer sleeve during use are connected to the shells of insulated conductors; wherein the inner sleeve is compressed during use by the fluid under pressure supplied to the free volume between the inner sleeve and the outer sleeve, and when the inner sleeve is compressed, the insulating material is compressed in the inner sleeve.

По некоторым вариантам осуществления способ для соединения концов сердечников трех изолированных проводников включает в себя: помещение концевой заделки поверх участков трех изолированных проводников, причем в концевой заделке имеется три отдельных отверстия, проходящих продольно через концевую заделку, каждый из изолированных проводников проходит через одно из отверстий таким образом, что концевые участки изолированных проводников выступают с одной стороны концевой заделки; оголение сердечников на концевых участках изолированных проводников, выступающих из концевых заделок путем удаления оболочки и электроизоляции с концевых участков; соединение концов оболочек изолированных проводников с концевой заделкой; соединение цилиндра со стороной концевой заделки, из которой выступают концевые участки изолированных проводников; заполнение цилиндра электроизоляционным материалом таким образом, чтобы по меньшей мере часть сердечников оставалась оголенной; соединение электрической шины с оголенными участками сердечников; заполнение цилиндра электроизоляционным материалом таким образом, чтобы сердечники были, по существу, упакованы в электроизоляционный материал; и соединение концевой крышки с цилиндром для герметизации внутренней части цилиндра.In some embodiments, the method for connecting the ends of the cores of three insulated conductors includes: placing an end termination over sections of three insulated conductors, and in the end termination there are three separate holes extending longitudinally through the end termination, each of the insulated conductors passing through one of the openings such so that the end portions of the insulated conductors protrude on one side of the termination; exposure of the cores at the end sections of insulated conductors protruding from the end terminations by removing the sheath and electrical insulation from the end sections; connection of the ends of the shells of insulated conductors with termination; the connection of the cylinder with the side of the termination, from which the end sections of the insulated conductors protrude; filling the cylinder with electrical insulating material so that at least a portion of the cores remains exposed; connection of an electric bus with bare core sections; filling the cylinder with an insulating material such that the cores are substantially packed in an insulating material; and connecting the end cap to the cylinder to seal the inside of the cylinder.

По некоторым вариантам осуществления фитинг для соединения концов сердечников трех изолированных проводников включает в себя: концевую заделку, помещенную поверх концевых участков трех изолированных проводников, в котором в концевой заделке имеются три отдельных отверстия, проходящие продольно через концевую заделку, каждый из изолированных проводников проходит через одно из отверстий таким образом, что концевые участки изолированных проводников выступают с одной стороны концевой заделки, оголенные сердечники концевых участков изолированных проводников выступают из концевой заделки; цилиндр, соединенный со стороной концевой заделки из которой выступают концевые участки изолированных проводников; электрическую шину, соединенную с оголенными участками сердечников; электроизоляционный материал, заполняющий цилиндр таким образом, чтобы сердечники были, по существу, упакованы в электроизоляционный материал; и концевую крышку, соединенную с цилиндром для герметизации внутренней части цилиндра.In some embodiments, a fitting for connecting the ends of the cores of three insulated conductors includes: an end termination placed over the end portions of three insulated conductors, in which there are three separate holes in the end termination extending longitudinally through the end termination, each of the insulated conductors passes through one from the holes in such a way that the end sections of the insulated conductors protrude on one side of the end seal, the bare cores of the end sections of -insulated conductors protrude from the end fitting; a cylinder connected to a termination side from which end portions of insulated conductors protrude; an electric bus connected to the exposed sections of the cores; an electrical insulating material filling the cylinder so that the cores are substantially packed in electrical insulating material; and an end cap connected to the cylinder to seal the inside of the cylinder.

По некоторым вариантам осуществления способ для перевода трехфазного нагревателя с замкнутым на землю участком в однофазный режим с использованием трехфазного источника питания включает в себя: установку резистора между нейтральным проводом источника электропитания и замкнутым на землю участком трехфазного нагревателя таким образом, чтобы через замкнутый на землю участок проходил минимальный ток, либо ток совсем не проходил, при этом резистор последовательно соединен с замкнутым на землю участком; подачу электропитания на два других участка нагревателя от источника электропитания таким образом, чтобы два участка функционировали в качестве однофазного нагревателя, при этом ток проходит в пласт по одному участку и возвращается по другому участку, в котором два участка соединены под землей при помощи фитинга, у которого имеется: концевая заделка, помещенная поверх концевых участков трех изолированных проводников, в котором в концевой заделке имеются три отдельных отверстия, проходящие продольно через концевую заделку, каждый из изолированных проводников проходит через одно из отверстий таким образом, что концевые участки изолированных проводников выступают с одной стороны концевой заделки, оголенные сердечники концевых участков изолированных проводников выступают из концевой заделки; цилиндр, соединенный со стороной концевой заделки из которой выступают концевые участки изолированных проводников; электрическая шина, соединенная с оголенными участками сердечников; электроизоляционный материал, заполняющий цилиндр таким образом, чтобы сердечники были, по существу, упакованы в электроизоляционный материал; и концевая крышка, соединенная с цилиндром для герметизации внутренней части цилиндра.According to some embodiments, a method for transferring a three-phase heater with an earth-closed portion to a single-phase mode using a three-phase power supply includes: installing a resistor between the neutral wire of the power source and the ground-closed portion of the three-phase heater so that the passage passes through the earth-closed portion the minimum current, or the current did not pass at all, while the resistor is connected in series with the area closed to the ground; supplying power to the other two sections of the heater from the power source so that the two sections function as a single-phase heater, with the current passing into the reservoir in one section and returning to the other section in which the two sections are connected underground using a fitting in which there is: an end termination placed over the end sections of three insulated conductors, in which there are three separate holes in the end termination extending longitudinally through the end termination, each of -insulated conductor passes through one of the openings so that the end portions of the insulated conductors protrude from one side of the end fitting, the end portions of the cores exposed insulated conductors project from an end seal; a cylinder connected to a termination side from which end portions of insulated conductors protrude; an electric bus connected to the exposed sections of the cores; an electrical insulating material filling the cylinder so that the cores are substantially packed in electrical insulating material; and an end cap connected to the cylinder to seal the inside of the cylinder.

По некоторым вариантам осуществления фитинг для соединения одного из концов первого изолированного проводника с одним из концов второго изолированного проводника включает в себя: втулку, выполненную с возможностью ее помещения поверх конца первого изолированного проводника и конца второго изолированного проводника; и муфту для соединения сердечников, расположенную внутри втулки, муфта для соединения сердечников выполнена с возможностью ее одевания вокруг одного из концов сердечника первого изолированного проводника и одного из концов сердечника второго изолированного проводника, при этом сердечники изолированных проводников выполнены с возможностью совместного перемещения в муфте для соединения сердечников после того как концы изолированных проводников помещены в муфту, и между концами сердечников имеется заданный промежуток; причем внутренний объем втулки выполнен с возможностью по меньшей мере его частичного заполнения электроизоляционным материалом, а электроизоляционный материал выполнен с возможностью его сжимания с концевым участком электроизолятора первого изолированного проводника и концевым участком электроизолятора второго изолированного проводника после соединения фитинга с изолированными проводниками.In some embodiments, a fitting for connecting one end of the first insulated conductor to one of the ends of the second insulated conductor includes: a sleeve configured to be placed on top of the end of the first insulated conductor and the end of the second insulated conductor; and a coupling sleeve for connecting the cores located inside the sleeve, a coupling sleeve for connecting the cores is made to be worn around one of the ends of the core of the first insulated conductor and one of the ends of the core of the second insulated conductor, while the cores of the insulated conductors are arranged to move together in the coupling for connection cores after the ends of insulated conductors are placed in a sleeve and there is a predetermined gap between the ends of the cores; moreover, the inner volume of the sleeve is made with the possibility of at least partially filling it with an insulating material, and the insulating material is arranged to compress it with the end portion of the insulator of the first insulated conductor and the end portion of the insulator of the second insulated conductor after connecting the fitting to insulated conductors.

По дополнительным вариантам осуществления признаки из конкретных вариантов осуществления могут комбинироваться с признаками из других вариантов осуществления. Например, признаки из одного варианта осуществления могут комбинироваться с признаками из любых других вариантов осуществления.In further embodiments, features from specific embodiments may be combined with features from other embodiments. For example, features from one embodiment may be combined with features from any other embodiments.

По дополнительным вариантам осуществления обработка подземного пласта осуществляется с использованием любых рассматриваемых здесь способов, систем, источников электропитания или нагревателей.In additional embodiments, the subterranean formation is processed using any of the methods, systems, power supplies, or heaters discussed here.

По дополнительным вариантам осуществления в конкретные рассматриваемые здесь варианты осуществления могут добавляться дополнительные признаки.In further embodiments, additional features may be added to the particular embodiments discussed herein.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Признаки и преимущества способов и установки по настоящему изобретения станут более понятны со ссылкой на следующее подробное описание на данный момент предпочтительных, но, тем не менее, иллюстративных вариантов осуществления настоящего изобретения совместно с прилагаемыми чертежами.The features and advantages of the methods and apparatus of the present invention will become more apparent with reference to the following detailed description of the currently preferred, but nonetheless illustrative embodiments of the present invention in conjunction with the accompanying drawings.

На фиг.1 показан схематический вид одного из вариантов осуществления части системы тепловой обработки на месте залегания для обработки углеводородсодержащего пласта.Figure 1 shows a schematic view of one embodiment of a portion of a heat treatment system in situ for treating a hydrocarbon containing formation.

На фиг.2 изображен один из вариантов осуществления теплового источника изолированного проводника.Figure 2 shows one embodiment of a heat source of an insulated conductor.

На фиг.3 изображен один из вариантов осуществления теплового источника изолированного проводника.Figure 3 shows one embodiment of a heat source of an insulated conductor.

На фиг.4 изображен один из вариантов осуществления теплового источника изолированного проводника.Figure 4 shows one embodiment of a heat source of an insulated conductor.

На фиг.5 изображен вид сбоку, в сечении одного из вариантов осуществления фитинга для соединения изолированных проводников.Figure 5 shows a side view in cross section of one embodiment of a fitting for connecting insulated conductors.

На фиг.6 изображен один из вариантов осуществления режущего инструмента.Figure 6 shows one embodiment of a cutting tool.

На фиг.7 изображен вид сбоку, в сечении другого варианта осуществления фитинга для соединения изолированных проводников.7 shows a side view in cross section of another embodiment of a fitting for connecting insulated conductors.

На фиг.8А изображен вид сбоку, в сечении одного из вариантов осуществления резьбового фитинга для соединения трех изолированных проводников.On figa shows a side view in cross section of one embodiment of a threaded fitting for connecting three insulated conductors.

На фиг.8В изображен вид сбоку, в сечении одного из вариантов осуществления сварного фитинга для соединения трех изолированных проводников.On figv shows a side view in cross section of one embodiment of a welded fitting for connecting three insulated conductors.

На фиг.9 изображен один из вариантов осуществления моментного инструмента.Figure 9 shows one embodiment of a torque tool.

На фиг.10 изображен один из вариантов осуществления зажимного устройства, которое может использоваться для механического спрессовывания фитинга при соединении изолированных проводников.Figure 10 shows one embodiment of a clamping device that can be used to mechanically compress a fitting when connecting insulated conductors.

На фиг.11 показано изображение в разобранном виде одного из вариантов осуществления гидравлического пресса.11 shows an exploded view of one embodiment of a hydraulic press.

На фиг.12 показано изображение одного из вариантов осуществления собранного гидравлического пресса.On Fig shows a picture of one of the embodiments of the assembled hydraulic press.

На фиг.13 изображен один из вариантов осуществления фитинга и изолированных проводников, закрепленных в зажимных устройствах перед спрессовыванием фитинга и изолированных проводников.13 shows one embodiment of a fitting and insulated conductors secured in clamping devices before pressing the fitting and insulated conductors.

На фиг.14 изображен вид сбоку еще одного, другого варианта осуществления фитинга для соединения изолированных проводников.On Fig shows a side view of another, another embodiment of a fitting for connecting insulated conductors.

На фиг.15 изображен вид сбоку одного из вариантов осуществления фитинга с отверстием, закрытым вставкой.On Fig shows a side view of one of the embodiments of the fitting with the hole closed by the insert.

На фиг.16 изображен один из вариантов осуществления фитинга с устройствами уменьшения электрического поля, расположенными между оболочками изолированных проводников и втулками, а также у концов изолированных проводников.On Fig shows one of the embodiments of the fitting with devices to reduce the electric field located between the shells of insulated conductors and bushings, as well as at the ends of insulated conductors.

На фиг.17 изображен один из вариантов осуществления устройства уменьшения напряженности электрического поля.On Fig shows one of the embodiments of the device to reduce the electric field strength.

На фиг.18 изображен вид в сечении фитинга в тот момент, когда изолированные проводники помещаются в фитинг.On Fig shows a view in section of a fitting at a time when insulated conductors are placed in the fitting.

На фиг.19 изображен вид в сечении фитинга после соединения изолированных проводников внутри фитинга.On Fig shows a view in section of a fitting after connecting insulated conductors inside the fitting.

На фиг.20 изображен вид в сечении еще одного, другого варианта осуществления фитинга в тот момент, когда изолированные проводники помещаются в фитинг.On Fig shows a view in cross section of another, another embodiment of the fitting at the moment when the insulated conductors are placed in the fitting.

На фиг.21 изображен вид в сечении еще одного, другого варианта осуществления фитинга после соединения изолированных проводников внутри фитинга.On Fig shows a cross-sectional view of another, another embodiment of the fitting after connecting the insulated conductors inside the fitting.

На фиг.22 изображен один из вариантов осуществления блоков электроизоляционного материала, расположенных вокруг сердечников соединенных изолированных проводников.On Fig depicts one of the embodiments of the blocks of insulating material located around the cores of the connected insulated conductors.

На фиг.23 изображен один из вариантов осуществления четырех блоков электроизоляционного материала, расположенных вокруг сердечников соединенных изолированных проводников.On Fig shows one of the embodiments of four blocks of insulating material located around the cores of the connected insulated conductors.

На фиг.24 изображен один из вариантов осуществления внутренней втулки, помещенной поверх соединенных изолированных проводников.24 shows one embodiment of an inner sleeve placed over connected insulated conductors.

На фиг.25 изображен один из вариантов осуществления внешней втулки, установленной вокруг внутренней втулки и соединенных изолированных проводников.25 shows one embodiment of an external sleeve mounted around an internal sleeve and connected insulated conductors.

На фиг.26 изображен один из вариантов осуществления скошенного конца изолированного проводника после сжатия.FIG. 26 shows one embodiment of the tapered end of an insulated conductor after compression.

На фиг.27 изображен один из вариантов осуществления первой половины спрессовывающего устройства, используемого для спрессовывания электроизоляционного материала при соединении изолированных проводников.On Fig depicted one of the embodiments of the first half of the compression device used to compress the insulating material when connecting insulated conductors.

На фиг.28 изображен один из вариантов осуществления устройства, соединенного вокруг изолированных проводников.On Fig shows one of the embodiments of the device connected around insulated conductors.

На фиг.29 изображен вид сбоку изолированного проводника внутри устройства, когда первый плунжер находится в положении над изолированным проводником с оголенным сердечником.On Fig shows a side view of an insulated conductor inside the device when the first plunger is in position above the insulated conductor with a bare core.

На фиг.30 изображен вид сбоку изолированного проводника внутри устройства, когда второй плунжер находится в положении над изолированным проводником с оголенным сердечником.On Fig shows a side view of an insulated conductor inside the device when the second plunger is in position above the insulated conductor with a bare core.

На фиг.31A-D изображены другие варианты осуществления второго плунжера.On figa-D shows other embodiments of the second plunger.

На фиг.32 изображен один из вариантов осуществления, на котором вторая половина устройства удалена, а первая половина оставлена для спрессовывания электроизоляционного материала вокруг муфты соединения между изолированными проводниками.On Fig depicted one of the embodiments in which the second half of the device is removed, and the first half is left to compress the insulating material around the coupling between the insulated conductors.

На фиг.33 изображен один из вариантов осуществления электроизоляционного материала, расположенного вокруг муфты соединения изолированных проводников.FIG. 33 shows one embodiment of an electrical insulating material located around an insulated conductor coupling.

На фиг.34 изображен один из вариантов осуществления втулки, помещенной вокруг электроизоляционного материала.On Fig shows one of the embodiments of the sleeve, placed around the insulating material.

На фиг.35 изображен один из вариантов осуществления гидравлического пресса, который может использоваться для приложения усилия к плунжеру для гидравлического спрессовывания электроизоляционного материала внутри устройства.On Fig shows one of the embodiments of a hydraulic press, which can be used to apply force to the plunger for hydraulic pressing of the insulating material inside the device.

На фиг.36 изображен один из вариантов осуществления втулки, используемой для окружного механического спрессовывания.On Fig depicted one of the embodiments of the sleeve used for circumferential mechanical compression.

На фиг.37 изображен один из вариантов осуществления втулки на изолированных проводниках после того как втулка и ребра были спрессованы по окружности.On Fig shows one of the embodiments of the sleeve on insulated conductors after the sleeve and ribs were pressed around the circumference.

На фиг.38 изображен один из вариантов осуществления усилительных втулок на соединенных изолированных проводниках.On Fig depicts one of the embodiments of the amplification bushings on connected insulated conductors.

На фиг.39 показано изображение в разобранном виде другого варианта осуществления фитинга, используемого для соединения трех изолированных проводников.On Fig shows an exploded view of another embodiment of a fitting used to connect three insulated conductors.

На фиг.40-47 изображен один из вариантов осуществления способа установки фитинга на концах изолированных проводников.Figures 40-47 show one embodiment of a method for installing a fitting at the ends of insulated conductors.

На фиг.48 изображен один из вариантов осуществления спрессовывающего инструмента, который может использоваться для спрессовывания электроизоляционного материала.On Fig depicted one of the embodiments of the compression tool, which can be used to compress the insulating material.

На фиг.49 изображен один из вариантов осуществления другого спрессовывающего инструмента, который может использоваться для спрессовывания электроизоляционного материала.On Fig depicts one of the embodiments of another compression tool that can be used to compress the insulating material.

На фиг.50 изображен один из вариантов осуществления спрессовывающего инструмента, который может использоваться для окончательного спрессовывания электроизоляционного материала.On Fig depicts one of the embodiments of the compression tool, which can be used for the final compression of the insulating material.

Хотя изобретение допускает различные модификации и альтернативные формы, на чертежах, в качестве примера, показаны конкретные варианты его осуществления, которые будут рассмотрены далее более подробно. Чертежи могут быть даны не в масштабе. Следует понимать, что чертежи и подробное описание изобретения не преследуют целью ограничения изобретения конкретной раскрываемой формой, наоборот, изобретение охватывает любые модификации, аналоги и альтернативные варианты, не выходящие за объем и сущность настоящего изобретения, в том виде как оно определено в формуле изобретения.Although the invention is subject to various modifications and alternative forms, the drawings, by way of example, show specific embodiments thereof, which will be discussed in more detail below. Drawings may not be given to scale. It should be understood that the drawings and the detailed description of the invention are not intended to limit the invention to the particular form disclosed, on the contrary, the invention encompasses any modifications, analogs, and alternatives that are not beyond the scope and essence of the present invention, as defined in the claims.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Следующее описание, в целом, относится к системам и способам обработки углеводородов в пластах. Обработка подобных пластов может осуществляться для извлечения углеводородных продуктов, водорода, а также других продуктов.The following description generally relates to systems and methods for treating hydrocarbons in formations. Processing such formations can be carried out to extract hydrocarbon products, hydrogen, as well as other products.

Термин «переменный ток» относится к изменяющемуся во времени току, который реверсирует свое направление, по существу, синусоидально. Переменный ток создает в ферромагнитном проводнике поверхностный эффект при протекании тока.The term "alternating current" refers to a time-varying current that reverses its direction, essentially sinusoidally. Alternating current creates a surface effect in the ferromagnetic conductor when current flows.

Термин «соединенный» означает либо непосредственное соединение, либо опосредованное соединение (например, одно или несколько промежуточных соединений) между одним или несколькими объектами или компонентами. Фраза «непосредственно соединенный» означает непосредственное соединение между объектами или компонентами таким образом, что объекты или компоненты соединены непосредственно друг с другом так, что объекты или компоненты функционируют в режиме «точка использования».The term “connected” means either a direct connection or an indirect connection (for example, one or more intermediate compounds) between one or more objects or components. The phrase “directly connected” means a direct connection between objects or components so that the objects or components are connected directly to each other so that the objects or components operate in a “point of use” mode.

Термин «пласт» включает в себя один или несколько углеводородсодержащих слоев, один или несколько неуглеводородных слоев, перекрывающую и/или подстилающую породу. Термин «углеводородные слои» относится к слоям пласта, которые содержат углеводороды. Углеводородные слои могут содержать неуглеводородный материал и углеводородный материал. «Перекрывающие» и/или «подстилающие» породы включают в себя один или несколько разных типов непроницаемых материалов. Например, перекрывающая и/или подстилающая порода может включать в себя скальные породы, сланцы, аргиллит или мокрый/непроницаемый карбонат. По отдельным вариантам осуществления процессов тепловой обработки по месту залегания, перекрывающая и/или подстилающая порода может включать в себя углеводородсодержащий слой или углеводородсодержащие слои, которые являются относительно непроницаемыми и не подвергаются воздействию температур во время тепловой обработки на месте залегания, которая в результате приводит к значительным изменениям параметров углеводородсодержащих слоев в перекрывающей и/или подстилающей породе. Например, подстилающая порода может содержать сланцы или аргиллит, однако во время процесса обработки по месту залегания подстилающую породу не нагревают до температур пиролиза. В отельных случаях перекрывающая и/или подстилающая порода может быть частично проницаемой.The term “formation” includes one or more hydrocarbon-containing layers, one or more non-hydrocarbon layers, overlapping and / or underlying rock. The term "hydrocarbon layers" refers to reservoir layers that contain hydrocarbons. The hydrocarbon layers may contain non-hydrocarbon material and hydrocarbon material. “Overlapping” and / or “underlying” rocks include one or more different types of impermeable materials. For example, the overburden and / or bedrock may include rock, shale, mudstone, or wet / impermeable carbonate. In certain embodiments of the on-site heat treatment processes, the overburden and / or underlying rock may include a hydrocarbon-containing layer or hydrocarbon-containing layers that are relatively impermeable and are not exposed to temperature during the on-site heat treatment, which results in significant changes in the parameters of hydrocarbon-containing layers in the overlapping and / or underlying rock. For example, the underlying rock may contain shale or mudstone, however, during the processing at the place of occurrence, the underlying rock is not heated to pyrolysis temperatures. In separate cases, the overlapping and / or underlying rock may be partially permeable.

Термин «пластовые флюиды» относится к флюидам, присутствующим в пласте, и может включать в себя пиролизованный флюид, синтез-газ, подвижные углеводороды и воду (пар). Пластовые флюиды могут включать в себя углеводородные флюиды, а также неуглеводородные флюиды. Термин «подвижный флюид» относится к флюидам в углеводородсодержащем пласте, которые способны перетекать в результате тепловой обработки пласта. Термин «добываемый флюид» относится к флюидам, извлекаемым из пласта.The term "formation fluids" refers to the fluids present in the formation and may include pyrolyzed fluid, synthesis gas, mobile hydrocarbons and water (steam). Formation fluids may include hydrocarbon fluids as well as non-hydrocarbon fluids. The term "mobile fluid" refers to fluids in a hydrocarbon containing formation that are capable of flowing as a result of heat treatment of the formation. The term "produced fluid" refers to fluids recovered from the formation.

«Тепловой источник» может быть любой системой для обеспечения нагрева по меньшей мере части пласта, по существу, за счет теплопередачи путем теплопроводности и/или излучения. Например, тепловой источник может включать в себя электропроводящий материал и/или электронагреватели, такие как изолированный проводник, удлиненный элемент и/или проводник, находящийся в канале. Тепловой источник также может включать в себя системы, которые создают тепло за счет сжигания топлива, полученного за пределами или в пределах пласта. Системы могут быть поверхностными горелками, скважинными газовыми горелками, беспламенными распределенными топками и природными распределенными топками. По отдельным вариантам осуществления тепло, подаваемое или создаваемое одним или несколькими тепловыми источниками, может поступать от других источников энергии. Другие источники энергии могут непосредственно нагревать пласт, либо энергия может подаваться в передаточную среду, которая непосредственно или опосредованно нагревает пласт. Следует понимать, что один или несколько тепловых источников, которые подают тепло в пласт, могут использовать разные источники энергии. Так, например, для определенного пласта отдельные тепловые источники могут подавать тепло за счет использования электропроводящих материалов, нагревателей с электрическим сопротивлением, некоторые тепловые источники могут подавать тепло за счет сжигания, а некоторые тепловые источники могут подавать тепло из одного или нескольких источников (например, за счет химических реакций, солнечной энергии, энергии ветра, биомассы или иных источников возобновляемой энергии). Химические реакции могут включать в себя экзотермическую реакцию (например, реакцию окисления). Тепловой источник также может включать в себя электропроводящий материал и/или нагреватель, обеспечивающий подачу тепла в область, прилегающую и/или окружающую место нагрева, такую как скважину нагревателя.A “heat source” can be any system for providing heating of at least a portion of a formation, essentially due to heat transfer by heat conduction and / or radiation. For example, a heat source may include electrically conductive material and / or electric heaters, such as an insulated conductor, an elongated element, and / or a conductor located in the channel. The heat source may also include systems that create heat by burning fuel received outside or within the formation. The systems may be surface burners, downhole gas burners, flameless distributed furnaces and natural distributed furnaces. In certain embodiments, heat supplied or generated by one or more heat sources may come from other energy sources. Other energy sources may directly heat the formation, or energy may be supplied to a transmission medium that directly or indirectly heats the formation. It should be understood that one or more heat sources that supply heat to the formation can use different energy sources. So, for example, for a particular formation, individual heat sources can supply heat through the use of electrically conductive materials, heaters with electrical resistance, some heat sources can supply heat through combustion, and some heat sources can supply heat from one or more sources (for example, due to chemical reactions, solar energy, wind energy, biomass or other sources of renewable energy). Chemical reactions may include an exothermic reaction (e.g., an oxidation reaction). The heat source may also include an electrically conductive material and / or a heater that provides heat to an area adjacent to and / or surrounding a heating location, such as a heater well.

«Нагреватель» является любой системой или тепловым источником для создания тепла в скважине или рядом с областью скважинного ствола. Нагреватели могут быть, но не только, электрическими нагревателями, горелками, топками, которые вступают в реакцию с материалом, находящимся в пласте или получаемым из пласта, и/или комбинацией из них.A “heater” is any system or heat source for generating heat in a well or near an area of a wellbore. Heaters may be, but not limited to, electric heaters, burners, furnaces that react with material in the formation or from the formation, and / or a combination of them.

«Углеводороды», в целом, можно определить как молекулы, состоящие преимущественно из атомов углерода и водорода. Углеводороды также могут включать в себя другие элементы, такие как, включая, но не ограничиваясь, галогены, элементы металлов, азот, кислород и/или серу. Углеводороды могут быть, но не ограничены только ими, керогеном, битумом, пиробитумом, маслами, природными минералами восками и асфальтитами. Углеводороды могут находиться в минеральных матрицах в земле или рядом с ними. Матрицы могут включать в себя, но не ограничены только ими, осадочные горные породы, пески, силицилиты, карбонаты, диатомиты и другие пористые среды. «Углеводородные флюиды» - это флюиды, которые включают в себя углеводороды. Углеводородные флюиды могут включать в себя, содержать или содержаться в неуглеводородных флюидах, таких как водород, азот, моноксид углерода, диоксид углерода, сероводород, вода и аммиак.“Hydrocarbons”, in general, can be defined as molecules consisting primarily of carbon and hydrogen atoms. Hydrocarbons may also include other elements, such as, but not limited to, halogens, metal elements, nitrogen, oxygen and / or sulfur. Hydrocarbons may be, but are not limited to, kerogen, bitumen, pyrobitumen, oils, natural minerals, waxes and asphalts. Hydrocarbons may be located in or adjacent to mineral matrices in the ground. Matrices may include, but are not limited to, sedimentary rocks, sands, silicites, carbonates, diatomites, and other porous media. “Hydrocarbon fluids” are fluids that include hydrocarbons. Hydrocarbon fluids may include, contain or be contained in non-hydrocarbon fluids such as hydrogen, nitrogen, carbon monoxide, carbon dioxide, hydrogen sulfide, water and ammonia.

Термин «процесс преобразования на месте залегания» относится к процессу нагревания углеводородсодержащего пласта за счет теплового источника для увеличения температуры по меньшей мере части пласта свыше температуры пиролиза таким образом, чтобы в пласте образовывался пиролизованный флюид.The term “in situ conversion process” refers to the process of heating a hydrocarbon containing formation by means of a heat source to increase the temperature of at least a portion of the formation above the pyrolysis temperature so that pyrolyzed fluid is formed in the formation.

Термин «процесс тепловой обработки по месту залегания» относится к процессу нагрева углеводородсодержащего пласта за счет тепловых источников для увеличения температуры по меньшей мере части пласта выше температуры при которой начинается подвижность флюида, легкий крекинг и/или пиролиз углеводородсодержащего материала таким образом, что в пласте происходит образование подвижных флюидов, флюидов, полученных в результате легкого крекинга и/или пиролизованных флюидов.The term “in situ heat treatment process” refers to the process of heating a hydrocarbon containing formation by using heat sources to increase the temperature of at least a portion of the formation above the temperature at which fluid mobility begins, light cracking and / or pyrolysis of the hydrocarbon containing material so that the formation occurs the formation of mobile fluids, fluids resulting from light cracking and / or pyrolyzed fluids.

Термин «изолированный проводник» относится к любому удлиненному материалу, способному проводить электричество, который закрыт полностью или частично электроизоляционным материалом.The term "insulated conductor" refers to any elongated material capable of conducting electricity that is covered in whole or in part by an insulating material.

Термин «нитрид» относится к соединению из азота и одного или нескольких других элементов периодической таблицы. Нитриды включают в себя, но не ограничены только ими, нитрид кремния, нитрид бора или нитрид окиси алюминия.The term "nitride" refers to a compound of nitrogen and one or more other elements of the periodic table. Nitrides include, but are not limited to, silicon nitride, boron nitride, or alumina nitride.

Термин «перфорирования» включает в себя отверстия, щели, вырезы или проемы в стенке канала, трубы, трубки или иной магистрали для прохождения потока, позволяющие потоку входить или выходить из канала, трубы, трубки или иной магистрали для прохождения потока.The term "perforation" includes holes, slots, cutouts or openings in the wall of a channel, pipe, tube or other line for the passage of flow, allowing the stream to enter or exit the channel, pipe, tube or other line for the passage of the stream.

«Пиролиз» - разрушение химических связей за счет подачи тепла. Например, пиролиз может включать в себя преобразование соединения в одну или несколько субстанций лишь за счет нагрева. Для начала пиролиза тепло может подаваться на один из участков пласта."Pyrolysis" - the destruction of chemical bonds due to heat. For example, pyrolysis may include converting the compound into one or more substances only by heating. To start pyrolysis, heat can be supplied to one of the sections of the formation.

Термин «пиролизованный флюид» или «продукты пиролиза» относится к флюидам, полученным, по существу, во время пиролиза углеводородов. Флюид, полученный в результате реакции пиролиза, может смешиваться с другими флюидами в пласте. Смесь считается пиролизованным флюидом или пиролизованным продуктом. Используемый здесь термин «зона пиролиза» относится к объему пласта (например, относительно проницаемому пласту, такому как пласт из песков), который вступил в реакцию или вступает в реакцию для образования пиролизованного флюида.The term "pyrolyzed fluid" or "pyrolysis products" refers to fluids obtained essentially during the pyrolysis of hydrocarbons. The fluid resulting from the pyrolysis reaction can be mixed with other fluids in the formation. A mixture is considered a pyrolyzed fluid or a pyrolyzed product. As used herein, the term “pyrolysis zone” refers to a volume of a formation (eg, a relatively permeable formation, such as a sand formation) that has reacted or is reacted to form a pyrolyzed fluid.

Термин «толщина» слоя относится к толщине сечения слоя, в котором сечение проходит перпендикулярно поверхности слоя.The term “thickness” of a layer refers to the thickness of the section of the layer in which the section extends perpendicular to the surface of the layer.

Термин «ствол скважины» относится к отверстию в пласте, полученному за счет бурения или помещения в пласт канала. Ствол скважины может иметь, по существу, круговое сечение или иную форму сечения. Используемые здесь термины «скважина» или «отверстие», применительно к отверстию в пласте, могут использоваться взаимозаменяемо с термином «ствол скважины».The term “wellbore” refers to a hole in a formation obtained by drilling or placing a channel in the formation. The wellbore may have a substantially circular cross-section or other cross-sectional shape. As used herein, the terms “well” or “hole”, as applied to a hole in a formation, may be used interchangeably with the term “well bore”.

Обработка пласта может осуществляться различными путями для получения широкого спектра разных продуктов. Во время процесса тепловой обработки по месту залегания могут использоваться разные этапы или процессы обработки пласта. По отдельным вариантам осуществления на одном или нескольких участков пласта осуществляется добыча растворением для извлечения с данных участков растворимых минералов. Добыча растворением может осуществляться до, во время и/или после процесса тепловой обработки по месту залегания. По отдельным вариантам осуществления средняя температура одного или нескольких участков, на которых производится добыча растворением, может поддерживаться ниже примерно 120°C.The treatment of the formation can be carried out in various ways to obtain a wide range of different products. During the heat treatment process at the place of occurrence, different stages or processes of formation treatment can be used. In certain embodiments, one or more portions of a formation are mined by dissolution to extract soluble minerals from these portions. Extraction by dissolution can be carried out before, during and / or after the heat treatment process at the place of occurrence. In certain embodiments, the average temperature of one or more of the sites where mining is carried out by dissolution may be maintained below about 120 ° C.

По отдельным вариантам осуществления один или несколько участков пласта нагреваются для удаления воды из участков и/или удаления из участков метана и других летучих углеводородов. По отдельным вариантам осуществления во время удаления воды и летучих углеводородов средняя температура может подниматься с температуры окружающей среды до температуры примерно ниже 220°C.In certain embodiments, one or more portions of the formation are heated to remove water from the sites and / or to remove methane and other volatile hydrocarbons from the sites. In certain embodiments, during the removal of water and volatile hydrocarbons, the average temperature may rise from ambient temperature to a temperature of about below 220 ° C.

По отдельным вариантам осуществления один или несколько участков пласта нагреваются до такой температуры, которая приводит к подвижности и/или легкому крекингу углеводородов в пласте. По отдельным вариантам осуществления средняя температура на одном или нескольких участках пласта увеличивается до температуры подвижности углеводородов на участке (например, до температуры в диапазоне от 100°C до 250°C, от 120°C до 240°C, или от 150°C до 230°C).In certain embodiments, one or more portions of the formation are heated to a temperature that results in mobility and / or light cracking of hydrocarbons in the formation. In some embodiments, the average temperature in one or more sections of the formation increases to the temperature of hydrocarbon mobility in the area (for example, to a temperature in the range from 100 ° C to 250 ° C, from 120 ° C to 240 ° C, or from 150 ° C to 230 ° C).

По отдельным вариантам осуществления один или несколько участков пласта нагреваются до такой температуры, при которой в пласте начинаются реакции пиролиза. По отдельным вариантам осуществления средняя температура на одном или нескольких участках пласта может увеличиваться до температуры пиролиза углеводородов на участках (например, до температуры в диапазоне от 230°C до 900°C, от 240°C до 400°C, или от 250°C до 350°C).In certain embodiments, one or more portions of the formation are heated to a temperature at which pyrolysis reactions begin in the formation. In certain embodiments, the average temperature in one or more areas of the formation may increase to the temperature of pyrolysis of hydrocarbons in the areas (for example, to a temperature in the range from 230 ° C to 900 ° C, from 240 ° C to 400 ° C, or from 250 ° C up to 350 ° C).

Нагрев углеводородсодержащего пласта при помощи множества тепловых источников может создавать температурные градиенты вокруг тепловых источников, которые увеличивают температуру углеводородов в пласте до необходимой температуры при необходимой скорости нагрева. Увеличение температурного коэффициента за счет диапазона температур подвижности и/или диапазона температур пиролиза может влиять на качество и количество пластовых флюидов, получаемых из углеводородсодержащего пласта. Медленное увеличение температуры пласта за счет диапазона температур подвижности и/или диапазона температур пиролиза позволяет получать из пласта углеводороды высокого качества, с высокой значением плотности по шкале АНИ. Медленное увеличение температуры пласта за счет диапазона температур подвижности и/или диапазона температур пиролиза позволяет извлекать из пласта большое количество углеводородов, используемых в качестве углеводородной продукции.Heating a hydrocarbon containing formation using a variety of heat sources can create temperature gradients around heat sources that increase the temperature of hydrocarbons in the formation to the desired temperature at the required heating rate. An increase in the temperature coefficient due to the range of mobility temperatures and / or the range of pyrolysis temperatures can affect the quality and quantity of formation fluids obtained from a hydrocarbon-containing formation. A slow increase in the temperature of the formation due to the range of mobility temperatures and / or the range of pyrolysis temperatures makes it possible to obtain high quality hydrocarbons from the formation with a high density value on the ANI scale. A slow increase in the temperature of the formation due to the range of mobility temperatures and / or the range of pyrolysis temperatures allows the extraction of a large amount of hydrocarbons used as hydrocarbon products from the formation.

По отдельным вариантам осуществления тепловой обработки по месту залегания, вместо медленного увеличения температуры во всем температурном диапазоне, до необходимой температуры нагревается один из участков пласта. По отдельным вариантам осуществления необходимая температура составляет 300°C, 325°C или 350°C. Также в качестве необходимой температуры могут использоваться другие температурные значения.In certain embodiments of the heat treatment at the place of occurrence, instead of a slow increase in temperature in the entire temperature range, one of the sections of the formation is heated to the required temperature. In certain embodiments, the desired temperature is 300 ° C, 325 ° C, or 350 ° C. Other temperature values may also be used as the required temperature.

Суперпозиция тепла от тепловых источников позволяет создавать в пласте необходимую температуру относительно быстро и эффективно. Энергия, подаваемая в пласт от тепловых источников, может регулироваться для поддержания температуры пласта, по существу, на уровне необходимой температуры.Superposition of heat from heat sources allows you to create the required temperature in the formation relatively quickly and efficiently. The energy supplied to the formation from heat sources can be controlled to maintain the temperature of the formation, essentially at the level of the required temperature.

Подвижная и/или пиролизованная продукция может быть добыта из пласта через производственные скважины. По отдельным вариантам осуществления средняя температура на одном или нескольких участках увеличивается до температур подвижности и осуществляется добыча углеводородов из добывающих скважин. Средние температуры на одном или нескольких участках могут быть увеличены до температур пиролиза после добычи за счет снижения подвижности ниже заданной величины. По отдельным вариантам осуществления средняя температура на одном или нескольких участках может быть увеличена до температур пиролиза без существенной добычи, до достижения температур пиролиза. Пластовые флюиды, включая продукты пиролиза, могут быть добыты через добывающие скважины.Mobile and / or pyrolyzed products can be extracted from the formation through production wells. In certain embodiments, the average temperature in one or more sections increases to mobility temperatures and hydrocarbons are produced from production wells. Average temperatures in one or more areas can be increased to pyrolysis temperatures after production by reducing mobility below a predetermined value. In certain embodiments, the average temperature at one or more sites can be increased to pyrolysis temperatures without significant production, until pyrolysis temperatures are reached. Formation fluids, including pyrolysis products, can be produced through production wells.

По отдельным вариантам осуществления средняя температура на одном или нескольких участках может быть увеличена до температур, достаточных для обеспечения добычи синтез-газа после начала подвижности и/или пиролиза. По отдельным вариантам осуществления температура углеводородов может быть увеличена до температур, достаточных для обеспечения добычи синтез-газа без значительной добычи до достижения температур, достаточных для обеспечения добычи синтез-газа. Например, синтез-газ может добываться в диапазоне температур примерно от 400°C до примерно 1200°C, примерно от 500°C до примерно 1100°C, или примерно от 550°C до примерно 1000°C. Синтез-газ может добываться из добывающих скважин.In certain embodiments, the average temperature at one or more sites can be increased to temperatures sufficient to ensure the production of synthesis gas after the onset of mobility and / or pyrolysis. In certain embodiments, the temperature of the hydrocarbons may be increased to temperatures sufficient to ensure production of synthesis gas without significant production until temperatures are sufficient to ensure production of synthesis gas. For example, synthesis gas can be produced in a temperature range of from about 400 ° C to about 1200 ° C, from about 500 ° C to about 1100 ° C, or from about 550 ° C to about 1000 ° C. Syngas can be produced from producing wells.

Во время процессов тепловой обработки по месту залегания может осуществляться добыча растворением, удаление летучих углеводородов и воды, обеспечение подвижности углеводородов, пиролиз углеводородов, создание синтез-газа и/или другие процессы. По отдельным вариантам осуществления отдельные процессы могут осуществляться после процессов тепловой обработки по месту залегания. Подобные процессы могут включать в себя, но не ограничены только ими, отвод тепла из нагретых участков, хранение флюидов (например, воды и/или углеводородов) на ранее обработанных участках, и/или секвестрация диоксида углерода на ранее обработанных участках.During the heat treatment processes at the place of occurrence, extraction by dissolution, removal of volatile hydrocarbons and water, mobility of hydrocarbons, pyrolysis of hydrocarbons, creation of synthesis gas and / or other processes can be carried out. In certain embodiments, individual processes can be carried out after the heat treatment processes at the place of occurrence. Such processes may include, but are not limited to, heat removal from heated areas, storage of fluids (e.g., water and / or hydrocarbons) in previously treated areas, and / or sequestration of carbon dioxide in previously treated areas.

На фиг.1 показан схематический вид одного из вариантов осуществления части системы тепловой обработки на месте залегания для обработки углеводородсодержащего пласта. Система тепловой обработки на месте залегания может включать в себя барьерные скважины 200. Барьерные скважины используются для создания барьера вокруг обрабатываемой области. Барьер не позволяет потоку флюидов заходить и/или выходить из обрабатываемой области. Барьерные скважины включают в себя, но не ограничены только ими, дегидрационные скважины, вакуумирующие скважины, захватные скважины, нагнетающие скважины, цементирующие скважины, замораживающие скважины или комбинацию из них. По отдельным вариантам осуществления барьерные скважины 200 являются дегидрационными скважинами. Дегидрационные скважины могут удалять жидкую воду и/или препятствовать попаданию жидкой воды на разогреваемый участок пласта или в разогреваемый пласт. По варианту осуществления, изображенному на фиг.1, барьерные скважины 200 показаны проходящими лишь вдоль одной стороны тепловых источников 202, однако обычно барьерные скважины окружают тепловые источники 202, которые используются или будут использоваться для нагрева обрабатываемой области пласта.Figure 1 shows a schematic view of one embodiment of a portion of a heat treatment system in situ for treating a hydrocarbon containing formation. The on-site heat treatment system may include barrier wells 200. Barrier wells are used to create a barrier around the treatment area. The barrier does not allow fluid flow to enter and / or exit the treatment area. Barrier wells include, but are not limited to, dehydration wells, vacuum wells, capture wells, injection wells, cementing wells, freeze wells, or a combination thereof. In certain embodiments, barrier wells 200 are dehydration wells. Dehydration wells can remove liquid water and / or prevent liquid water from entering a heated portion of the formation or into a heated formation. In the embodiment of FIG. 1, barrier wells 200 are shown extending along only one side of the heat sources 202, however typically barrier wells surround heat sources 202 that are or will be used to heat the treatment area of the formation.

Тепловые источники 202 помещаются по меньшей мере в часть пласта. Тепловые источники 202 могут включать в себя такие изолированные проводники как нагреватели с внутриканальными проводниками, поверхностные горелки, беспламенные распределенные топки и/или природные распределенные топки. Тепловые источники 202 также могут включать в себя другие типы нагревателей. Тепловые источники 202 подают тепло по меньшей мере в часть пласта для нагрева углеводородов в пласте. Энергия может подаваться в тепловые источники 202 по линиям 204 питания. Линии 204 питания могут конструктивно отличаться, в зависимости от типа теплового источника или тепловых источников, используемых для нагрева пласта. Линии 204 питания для тепловых источников могут подавать электричество для электронагревателей, могут подавать топливо для топок или могут подавать жидкий теплоноситель, циркулирующий по пласту. По отдельным вариантам осуществления электричество для процесса тепловой обработки по месту залегания может подаваться с атомной электростанции или атомных электростанций. Использование атомной энергии позволяет сократить или исключить выбросы двуокиси углерода, выделяемой в процессе тепловой обработки по месту залегания.Heat sources 202 are placed in at least a portion of the formation. Heat sources 202 may include insulated conductors such as heaters with in-channel conductors, surface burners, flameless distributed furnaces, and / or natural distributed furnaces. Heat sources 202 may also include other types of heaters. Heat sources 202 provide heat to at least a portion of the formation to heat hydrocarbons in the formation. Energy may be supplied to heat sources 202 via power lines 204. Power lines 204 may be structurally different, depending on the type of heat source or heat sources used to heat the formation. Power supply lines 204 for heat sources may supply electricity for electric heaters, may supply fuel for furnaces, or may supply liquid coolant circulating in the formation. In certain embodiments, electricity for the on-site heat treatment process may be supplied from a nuclear power plant or nuclear power plants. The use of atomic energy allows to reduce or eliminate the emissions of carbon dioxide released during the heat treatment at the place of occurrence.

При нагреве пласта тепло, подаваемое в пласт, может вызывать расширение пласта и геомеханическое движение. Тепловые источники могут быть включены до, одновременно с или во время процесса дегидрации. Компьютерное моделирование позволяет моделировать реакцию пласта на нагрев. Компьютерное моделирование может использоваться для создания шаблона и временной последовательности приведения в действие тепловых нагревателей в пласте таким образом, чтобы геомеханическое движение пласта не оказывало негативного влияния на функционирование тепловых источников, добывающие скважины, а также другое оборудование, находящееся в пласте.When the formation is heated, the heat supplied to the formation can cause expansion of the formation and geomechanical movement. Heat sources may be included before, simultaneously with or during the dehydration process. Computer simulation allows you to simulate the reaction of the formation to heat. Computer simulation can be used to create a template and time sequence for actuating thermal heaters in the formation so that the geomechanical movement of the formation does not adversely affect the functioning of heat sources, production wells, and other equipment in the formation.

Нагрев пласта может вызывать повышение проницаемости и/или пористости пласта. Повышение проницаемости и/или пористости может происходить вследствие уменьшения массы пласта в результате испарения и удаления воды, извлечения углеводородов и/или появления трещин. Движение флюидов в нагретой части пласта может происходить быстрее вследствие повышенной проницаемости и/или пористости пласта. Флюиды в нагретой части пласта могут перемещаться на значительное расстояние внутри пласта вследствие увеличенной проницаемости и/или пористости. Подобное значительное расстояние, в зависимости от разных факторов, может превышать 1000 м, поскольку проницаемость пласта, свойства флюида, температура пласта и градиент давления допускают перемещение флюида. Способность флюида преодолевать значительное расстояние внутри пласта позволяет разносить добывающие скважины 206 в пласте на достаточно большое расстояние друг от друга.Heating the formation may cause an increase in permeability and / or porosity of the formation. An increase in permeability and / or porosity may occur due to a decrease in the mass of the formation due to evaporation and removal of water, hydrocarbon recovery and / or cracking. Fluid movement in the heated portion of the formation may occur faster due to increased permeability and / or porosity of the formation. Fluids in the heated portion of the formation can travel a considerable distance within the formation due to increased permeability and / or porosity. Such a significant distance, depending on various factors, can exceed 1000 m, since the permeability of the formation, the properties of the fluid, the temperature of the formation and the pressure gradient allow the movement of the fluid. The ability of the fluid to travel a significant distance within the formation allows the production wells 206 in the formation to be spaced sufficiently far apart.

Добывающие скважины 206 используются для удаления из пласта пластовых флюидов. По отдельным вариантам осуществления добывающие скважины 206 включают в себя тепловой источник. Тепловой источник добывающей скважины может нагревать один или несколько участков пласта вблизи или рядом с добывающей скважиной. По отдельным вариантам осуществления процесса тепловой обработки по месту залегания количество тепла, подаваемого в пласт из добывающей скважины из расчета на метр добывающей скважины, меньше количества тепла, подаваемого в пласт от теплового источника, осуществляющего нагрев пласта из расчета на метр теплового источника. Тепло, подаваемое в пласт из добывающей скважины, может увеличивать проницаемость пласта, примыкающего к добывающей скважине вследствие испарения и удаления флюида в жидкой фазе, примыкающего к добывающей скважине и/или вследствие повышения проницаемости пласта, примыкающего к добывающей скважине за счет образования макро и/или микротрещин.Production wells 206 are used to remove formation fluids from the formation. In certain embodiments, production wells 206 include a heat source. A heat source from a producing well may heat one or more portions of a formation near or near a producing well. According to certain variants of the heat treatment process at the place of occurrence, the amount of heat supplied to the formation from the producing well per meter of the producing well is less than the amount of heat supplied to the formation from a heat source that heats the formation based on the meter of a heat source. Heat supplied to the formation from the production well may increase the permeability of the formation adjacent to the production well due to evaporation and removal of fluid in the liquid phase adjacent to the production well and / or due to an increase in the permeability of the formation adjacent to the production well due to the formation of macro and / or microcracks.

В добывающей скважине может находиться более одного теплового источника. Тепловой источник в нижней части добывающей скважины может быть отключен, если суперпозиция тепла от смежных тепловых источников нагревает пласт в достаточной мере для уравновешивания преимуществ, обеспечиваемых за счет нагрева пласта в добывающей скважине. По отдельным вариантам осуществления тепловой источник в верхней части добывающей скважины может продолжать оставаться включенным после того как тепловой источник в нижней части добывающей скважины отключается. Тепловой источник в верхней части добывающей скважины может препятствовать образованию конденсата и оттоку пластового флюида.A production well may contain more than one heat source. The heat source at the bottom of the production well can be turned off if the superposition of heat from adjacent heat sources heats the formation sufficiently to balance the benefits provided by heating the formation in the production well. In certain embodiments, the heat source at the top of the production well may continue to be turned on after the heat source at the bottom of the production well is turned off. A heat source in the upper part of the production well may prevent condensation and outflow of formation fluid.

По отдельным вариантам осуществления тепловой источник в добывающей скважине 206 позволяет осуществлять удаление из пласта пластовых флюидов в паровой фазе. Осуществление нагрева рядом или через добывающую скважину позволяет: (1) препятствовать образованию конденсата и/или оттоку буровой жидкости при перемещении подобной буровой жидкости в добывающей скважине вблизи перекрывающей породы, (2) увеличивать подачу тепла в пласт, (3) повышать производительность добывающей скважины по сравнению с добывающей скважиной без теплового источника, (4) препятствовать образованию конденсата в соединениях с высоким содержанием углерода (углеводородов С6 и выше) в добывающей скважине, и/или (5) увеличивать проницаемость пласта рядом или вблизи добывающей скважины.In certain embodiments, the heat source in the production well 206 allows for the removal of formation fluids from the formation in the vapor phase. The implementation of heating near or through the production well allows you to: (1) prevent the formation of condensate and / or outflow of drilling fluid when moving such drilling fluid in the production well near the overlapping rock, (2) increase the heat supply to the formation, (3) increase the productivity of the production well by compared to a production well without a heat source, (4) prevent condensation in compounds with a high carbon content (C6 hydrocarbons and higher) in the production well, and / or (5) increase the pr permeability of the formation adjacent to or near the production well.

Подземное давление в пласте может соответствовать давлению флюида, создаваемому в пласте. По мере увеличения температуры в нагретых участках пласта давление на нагреваемом участке может увеличиваться вследствие теплового расширения флюидов на месте залегания, увеличивая формирование флюидов и испарение воды. Регулирование скорости удаления флюидов из пласта позволяет регулировать давление в пласте. Давление в пласте может измеряться в нескольких разных точках, например, вблизи или рядом с добывающими скважинами, вблизи или рядом с тепловыми источниками или рядом с контрольно-регулирующими скважинами.Underground pressure in the formation may correspond to fluid pressure generated in the formation. As the temperature in the heated areas of the formation increases, the pressure on the heated area may increase due to thermal expansion of the fluids at the bed, increasing the formation of fluids and the evaporation of water. Adjusting the rate of fluid removal from the formation allows you to adjust the pressure in the formation. The pressure in the reservoir can be measured at several different points, for example, near or near producing wells, near or near heat sources, or near control and regulatory wells.

В отдельных углеводородсодержащих пластах добыча углеводородов из пласта невозможна до тех пор, пока по меньшей мере часть углеводородов в пласте не станет подвижной и/или пиролизованной. Пластовые флюиды могут добываться из пласта после того как пластовый флюид будет иметь соответствующее качество. По отдельным вариантам осуществления соответствующее качество предполагает плотность в градусах АНИ по меньшей мере примерно в 20°, 30° или 40°. Невозможность добычи до тех пор, пока по меньшей мере часть углеводородов не станет подвижной и/или пиролизованной, позволяет увеличить переход тяжелых углеводородов в легкие углеводороды. Невозможность изначальной добычи может свести к минимуму добычу тяжелых углеводородов из пласта. Добыча значительных количеств тяжелых углеводородов может требовать использования дорогостоящего оборудования и/или сокращать срок службы добывающего оборудования.In individual hydrocarbon containing formations, hydrocarbon production from the formation is not possible until at least a portion of the hydrocarbons in the formation is mobile and / or pyrolyzed. Formation fluids can be produced from the formation after the formation fluid has an appropriate quality. In certain embodiments, appropriate quality assumes a density in degrees of API at least about 20 °, 30 °, or 40 °. The inability to produce until at least a portion of the hydrocarbons becomes mobile and / or pyrolyzed allows the conversion of heavy hydrocarbons to light hydrocarbons to be increased. The impossibility of initial production can minimize the production of heavy hydrocarbons from the reservoir. The production of significant amounts of heavy hydrocarbons may require the use of expensive equipment and / or shorten the life of the production equipment.

В отдельных углеводородсодержащих пластах углеводороды в пласте могут нагреваться до температур подвижности и/или температур пиролиза, прежде чем будет достигнута существенная проницаемость на нагретом участке пласта. Изначальное отсутствие проницаемости может препятствовать поступлению сформированных флюидов в добывающие скважины 206. Во время предварительного нагрева давление флюидов в пласте может увеличиваться вблизи тепловых источников 202. Повышенное давление флюидов можно разгружать, отслеживать, менять и/или регулировать при помощи одного или нескользких тепловых источников 202. Например, выбранные тепловые источники 202 или отдельные скважины разгрузки давления могут включать в себя разгрузочные клапана, позволяющие удалять из пласта часть флюидов.In individual hydrocarbon containing formations, hydrocarbons in the formation may be heated to mobility temperatures and / or pyrolysis temperatures before substantial permeability in the heated portion of the formation is achieved. The initial lack of permeability may prevent the formation of fluid fluids into production wells 206. During pre-heating, the fluid pressure in the formation may increase near heat sources 202. The increased fluid pressure can be relieved, monitored, changed and / or controlled using one or non-slip heat sources 202. For example, selected heat sources 202 or individual pressure relief wells may include pressure relief valves to remove part of the formation from the formation. luids.

По отдельным вариантам осуществления давление, создаваемое при расширении подвижных флюидов, пиролизованных флюидов или иных флюидов, создаваемых в пласте, может поддерживаться хотя бы для расширения открытого канала в добывающие скважины 206 или любой иной депрессии, которой пока еще может не быть в пласте. Повышение давления флюида может продолжаться до литостатического давления. При приближении давления флюида к литостатическому давлению в углеводородсодержащем пласте могут образовываться трещины. Например, трещины могут образовываться от тепловых источников 202 к добывающим скважинам 206 на нагретом участке пласта. Появление трещин на нагретом участке может приводить к некоторому падению давления на участке. Давление в пласте может поддерживаться ниже заданного давления для предотвращения нежелательной добычи, образования трещин в перекрывающей или подстилающей породе и/или коксования углеводородов в пласте.In certain embodiments, the pressure created by the expansion of mobile fluids, pyrolyzed fluids, or other fluids generated in the formation can be maintained at least to expand the open channel into production wells 206 or any other depression that may not yet be in the formation. The increase in fluid pressure may continue up to lithostatic pressure. As fluid pressure approaches lithostatic pressure, cracks may form in the hydrocarbon containing formation. For example, cracks can form from heat sources 202 to production wells 206 in a heated portion of the formation. The appearance of cracks in the heated area may lead to some pressure drop in the area. The pressure in the formation may be kept below a predetermined pressure to prevent unwanted production, formation of cracks in the overburden or underlying rock, and / or coking of hydrocarbons in the formation.

После достижения температуры подвижности и/или температуры пиролиза и получения разрешения на добычу из пласта, давление в пласте может меняться для изменения и/или регулирования состава флюида, добываемого из пласта, для регулирования процента конденсируемого флюида по сравнению с неконденсируемым флюидом во флюиде пласта и/или для регулирования плотности в градусах АНИ добываемого из пласта флюида. Например, снижение давления может приводить к увеличению добычи конденсируемого компонента флюида. Конденсируемый компонент флюида может содержать больший процент олефинов.After reaching the mobility temperature and / or pyrolysis temperature and obtaining production permit from the formation, the pressure in the formation can be changed to change and / or control the composition of the fluid produced from the formation, to regulate the percentage of condensed fluid compared to non-condensable fluid in the reservoir fluid and / or to control the density in degrees of API produced from the formation fluid. For example, a decrease in pressure can lead to an increase in production of a condensable fluid component. The condensable fluid component may contain a larger percentage of olefins.

По отдельным вариантам осуществления процессов тепловой обработки по месту залегания давление в пласте может поддерживаться достаточно высоким для улучшения добычи пластовых флюидов с плотностью в градусах АНИ свыше 20°. Поддержание повышенного давления в пласте может препятствовать образованию осадка во время тепловой обработки по месту залегания. Поддержание повышенного давления позволяет снизить или исключить необходимость спрессовывания пластовых флюидов при транспортировке флюидов через коллекторные каналы на очистные сооружения.According to certain options for the implementation of heat treatment processes at the place of occurrence, the pressure in the formation can be kept high enough to improve the production of formation fluids with a density in degrees of API over 20 °. Maintaining increased pressure in the formation can prevent the formation of sediment during heat treatment at the place of occurrence. Maintaining high pressure allows you to reduce or eliminate the need for compression of reservoir fluids during transportation of fluids through the collector channels to treatment facilities.

Поддержание повышенного давления на нагретом участке пласта удивительным образом позволяет добывать большее количество углеводородов с более высоким качеством и относительно низким молекулярным весом. Давление может поддерживаться таким образом, чтобы добываемый флюид имел минимальное количество соединений выше заданного углеродного числа. Заданное углеродное число может быть не более 25, не более 20, не более 12 или не более 8. Некоторые соединения с высоким углеродным числом могут находиться в пласте в виде пара и могут удаляться из пласта вместе с паром. Поддержание повышенного давления в пласте может препятствовать переходу соединений с высоким углеродным числом и/или полициклических углеводородных соединений в пар. Соединения с высоким углеродным числом и/или полициклические углеводородные соединения могут оставаться в пласте в жидкой фазе в течение значительного периода времени. Значительный период времени позволяет соединениям пиролизоваться, образуя соединения с более низким углеродным числом.Maintaining increased pressure in the heated section of the formation surprisingly allows you to produce more hydrocarbons with higher quality and relatively low molecular weight. The pressure can be maintained so that the produced fluid has a minimum number of compounds above a given carbon number. A given carbon number can be no more than 25, no more than 20, no more than 12 or no more than 8. Some compounds with a high carbon number can be in the formation in the form of steam and can be removed from the formation together with steam. Maintaining increased pressure in the formation may inhibit the conversion of high carbon number compounds and / or polycyclic hydrocarbon compounds into steam. High carbon number compounds and / or polycyclic hydrocarbon compounds may remain in the formation in the liquid phase for a significant period of time. A significant period of time allows the compounds to pyrolyze, forming compounds with a lower carbon number.

Считается, что формирование углеводородов с относительно низким молекулярным весом происходит отчасти за счет автогенной генерации и реакции водорода на участке углеводородсодержащего пласта. Например, поддержание повышенного давления может заставлять водород, создаваемый во время пиролиза, переходить внутри пласта в жидкую фазу. Нагрев участка до температуры пиролиза может пиролизовывать углеводороды в пласте, создавая пиролизованные флюиды в жидкой фазе. Создаваемые пиролизованные компоненты флюидов в жидкой фазе могут включать в себя двойные связи и/или радикалы. Водород (H2) в жидкой фазе может уменьшать двойные связи в создаваемых пиролизованных флюидах, уменьшая тем самым возможности для полимеризации или образования длинноцепных соединений из создаваемых пиролизованных флюидов. Кроме этого H2 также может нейтрализовывать радикалы в создаваемых пиролизованных флюидах. H2 в жидкой фазе может препятствовать вступлению создаваемых пиролизованных флюидов в реакцию друг с другом и/или другими компонентами пласта.It is believed that the formation of hydrocarbons with a relatively low molecular weight occurs partly due to the autogenous generation and reaction of hydrogen in the area of the hydrocarbon containing formation. For example, maintaining elevated pressure can cause the hydrogen generated during pyrolysis to transfer into the liquid phase within the formation. Heating the site to a pyrolysis temperature can pyrolyze hydrocarbons in the formation, creating pyrolyzed fluids in the liquid phase. Generated pyrolyzed fluid components in the liquid phase may include double bonds and / or radicals. Hydrogen (H 2 ) in the liquid phase can reduce double bonds in the generated pyrolyzed fluids, thereby reducing the possibilities for polymerization or the formation of long chain compounds from the generated pyrolyzed fluids. In addition, H 2 can also neutralize radicals in the generated pyrolyzed fluids. H 2 in the liquid phase can prevent the generated pyrolyzed fluids from reacting with each other and / or other components of the formation.

Пластовый флюид, добываемый из добывающих скважин 206, может транспортироваться по коллекторным трубам 208 на очистные сооружения 210. Пластовые флюиды также могут добываться из тепловых источников 202. Например, флюид может добываться из тепловых источников 202 для регулирования давления в пласте вблизи тепловых источников. Флюид, добываемый из тепловых источников 202, может транспортироваться по трубам или трубкам в коллекторную трубу 208, либо добываемый флюид может транспортироваться по трубам или трубкам непосредственно на очистные сооружения 210. Очистные сооружения 210 могут включать в себя сепараторные устройства, реакционные устройства, обогащающие устройства, топливные элементы, турбины, накопительные емкости и/или иные системы и устройства для обработки добываемых пластовых флюидов. Очистные сооружения позволяют получать транспортное топливо по меньшей мере из части углеводородов, добываемых из пласта. По отдельным вариантам осуществления транспортное топливо может быть авиационным топливом, таким как JP-8.Formation fluid produced from production wells 206 may be transported through manifold pipes 208 to treatment facilities 210. Formation fluids may also be produced from heat sources 202. For example, fluid may be produced from heat sources 202 to control pressure in the formation near heat sources. Fluid produced from heat sources 202 can be transported through pipes or tubes to a manifold pipe 208, or produced fluid can be transported through pipes or tubes directly to treatment plants 210. Treatment plants 210 may include separator devices, reaction devices, enrichment devices, fuel cells, turbines, storage tanks and / or other systems and devices for processing produced reservoir fluids. Wastewater treatment plants allow you to get transport fuel from at least part of the hydrocarbons produced from the reservoir. In certain embodiments, the transport fuel may be aviation fuel, such as JP-8.

Изолированный проводник может использоваться в качестве электронагревательного элемента нагревателя или теплового источника. Изолированный проводник может включать в себя внутренний электрический проводник (сердечник), окруженный электроизолятором, и внешний электрический проводник (оболочку). Электрический изолятор может включать в себя минеральную изоляцию (например, оксид магния) или другую электроизоляцию.An insulated conductor can be used as an electric heating element of a heater or heat source. The insulated conductor may include an internal electrical conductor (core) surrounded by an electrical insulator, and an external electrical conductor (sheath). An electrical insulator may include mineral insulation (e.g., magnesium oxide) or other electrical insulation.

По некоторым вариантам осуществления изолированный проводник помещается в отверстие в углеводородсодержащем пласте. По отдельным вариантам осуществления изолированный проводник помещается в необсаженное отверстие в углеводородсодержащем пласте. Помещение изолированного проводника в необсаженное отверстие в углеводородсодержащем пласте позволяет осуществлять передачу тепла с изолированного проводника в пласт за счет излучения, а также за счет проводимости. Использование необсаженного отверстия упрощает, в случае необходимости, извлечение изолированного проводника из скважины.In some embodiments, an insulated conductor is placed in an opening in a hydrocarbon containing formation. In certain embodiments, an insulated conductor is placed in an open hole in a hydrocarbon containing formation. The placement of an insulated conductor in an open hole in a hydrocarbon containing formation allows heat to be transferred from the insulated conductor to the formation due to radiation, as well as due to conductivity. Using an open hole makes it easier, if necessary, to remove the insulated conductor from the well.

По отдельным вариантам осуществления изолированный проводник помещается внутрь обсадной колонны в пласте; может цементироваться внутри пласта; либо может засыпаться внутри отверстия песком, гравием или другим засыпным материалом. Изолированный проводник может опираться на опорный элемент, расположенный внутри отверстия. Опорный элемент может быть кабелем, штангой или каналом (например, трубой). Опорный элемент может быть изготовлен из металла, керамики, неорганического материала или комбинации из них. Поскольку части опорного элемента во время использования могут быть подвержены воздействию пластовых флюидов и тепла, опорный элемент может быть химически устойчивым и/или термоустойчивым.In certain embodiments, an insulated conductor is placed inside the casing in the formation; can be cemented inside the reservoir; or it can be filled with sand, gravel or other loose material inside the hole. The insulated conductor can rest on a support element located inside the hole. The support member may be a cable, rod, or conduit (e.g., pipe). The support element may be made of metal, ceramic, inorganic material, or a combination of them. Since portions of the support member may be exposed to formation fluids and heat during use, the support member may be chemically stable and / or heat resistant.

Для соединения изолированного проводника с опорным элементом на разных отрезках длины изолированного проводника могут использоваться связки, точечная сварка и/или другие типы соединителей. Опорный элемент может крепиться к устью скважины у верхней поверхности пласта. По отдельным вариантам осуществления проводник имеет достаточную прочность, поэтому опорный элемент может не использоваться. Достаточно часто изолированный проводник может обладать по меньшей мере гибкостью, препятствующей повреждению проводника в результате теплового расширения при изменении температур.To connect the insulated conductor with the support element at different lengths of the length of the insulated conductor, bundles, spot welding and / or other types of connectors can be used. The support element can be attached to the wellhead at the top of the formation. In certain embodiments, the conductor has sufficient strength, so the support member may not be used. Quite often, an insulated conductor can have at least flexibility that prevents damage to the conductor as a result of thermal expansion due to temperature changes.

По некоторым вариантам осуществления изолированные проводники помещаются в стволы скважин без опорных элементов и/или центраторов. Изолированный проводник без опорных элементов и/или центраторов может обладать такой температурной и коррозионной устойчивостью, пределом ползучести, длиной, толщиной (диаметром) и металлургическим составом, которые препятствуют выходу из строя изолированного проводника во время использования.In some embodiments, insulated conductors are placed in wellbores without support elements and / or centralizers. An insulated conductor without supporting elements and / or centralizers can have such temperature and corrosion resistance, creep strength, length, thickness (diameter) and metallurgical composition that prevent the failure of the insulated conductor during use.

На фиг.2 показан вид в перспективе концевого участка изолированного проводника 212 по одному из вариантов осуществления. Изолированный проводник 212 может иметь любую необходимую форму сечения, например, включая, но не ограничиваясь, круглую (как на фиг.2), треугольную, эллипсоидную, прямоугольную, шестигранную или неправильную. По отдельным вариантам осуществления изолированный проводник 212 включает в себя сердечник 214, электроизолятор 216 и оболочку 218. Сердечник 214 может резистивно нагреваться при прохождении через сердечник электрического тока. Переменный или изменяющийся во времени и/или постоянный ток может использоваться для подачи электропитания на сердечник 214 таким образом, чтобы происходил резистивный нагрев сердечника.FIG. 2 shows a perspective view of an end portion of an insulated conductor 212 in one embodiment. The insulated conductor 212 may have any desired cross-sectional shape, for example, including, but not limited to, round (as in FIG. 2), triangular, ellipsoidal, rectangular, hexagonal or irregular. In certain embodiments, the insulated conductor 212 includes a core 214, an electrical insulator 216, and a sheath 218. The core 214 may resistively heat up when an electric current passes through the core. An alternating or time-varying and / or direct current can be used to supply power to the core 214 so that resistive heating of the core occurs.

По отдельным вариантам осуществления электроизолятор 216 препятствует утечке тока и дуговому пробою на оболочку 218. Электроизолятор 216 может осуществлять теплопередачу тепла, создаваемого в сердечнике 214, на оболочку 218. Оболочка 218 может излучать или проводить тепло в пласт. По некоторым вариантам осуществления длина изолированного проводника 212 составляет 1000 м или более. Для удовлетворения потребностей в конкретных областях применения также могут использоваться более длинные или более короткие изолированные проводники. Размеры сердечника 214, электроизолятора 216 и оболочки 218 изолированного проводника 212 могут выбираться таким образом, чтобы изолированный проводник имел достаточную прочность для того чтобы быть самодостаточным даже при верхних пределах рабочих температур. Подобные изолированные проводники могут подвешиваться у устья скважины или на опорах, расположенных рядом с границей между перекрывающей породой и углеводородсодержащим пластом без использования опорных элементов, заходящих в углеводородсодержащий пласт вместе с изолированными проводниками.In certain embodiments, the insulator 216 prevents leakage of current and an arcing breakdown on the shell 218. The insulator 216 can transfer heat generated in the core 214 to the shell 218. The shell 218 can radiate or conduct heat to the formation. In some embodiments, the length of the insulated conductor 212 is 1000 m or more. Longer or shorter insulated conductors can also be used to meet the needs of specific applications. The dimensions of the core 214, the insulator 216 and the sheath 218 of the insulated conductor 212 can be selected so that the insulated conductor has sufficient strength to be self-sufficient even at upper operating temperature limits. Such insulated conductors can be suspended at the wellhead or on supports located near the boundary between the overburden and the hydrocarbon containing formation without the use of supporting elements entering the hydrocarbon containing formation together with the insulated conductors.

Изолированный проводник 212 может быть сконструирован таким образом, чтобы он работал при уровне мощности вплоть до примерно 1650 Вт/м или более. По отдельным вариантам осуществления, при нагреве пласта изолированный проводник 212 работает при уровне мощности примерно от 500 Вт/м до примерно 1150 Вт/м. Изолированный проводник может быть сконструирован таким образом, чтобы максимальный уровень напряжения при обычной рабочей температуре не вызывал существенных тепловых и/или электрических пробоев электроизолятора 216. Изолированный проводник 212 может быть сконструирован таким образом, чтобы температура оболочки 218 не превышала значение, которое приводит к значительному снижению антикоррозийных свойств материала оболочки. По некоторым вариантам осуществления изолированный проводник 212 может быть сконструирован таким образом, чтобы его температура достигала значений в диапазоне примерно от 650°C до примерно 900°C. Для соответствия конкретным рабочим параметрам могут создаваться изолированные проводники с другими рабочими диапазонами.The insulated conductor 212 may be designed to operate at a power level of up to about 1650 W / m or more. In certain embodiments, when the formation is heated, insulated conductor 212 operates at a power level of about 500 W / m to about 1150 W / m. The insulated conductor can be designed so that the maximum voltage level at normal operating temperature does not cause significant thermal and / or electrical breakdowns of the insulator 216. The insulated conductor 212 can be designed so that the temperature of the sheath 218 does not exceed a value that leads to a significant decrease anticorrosive properties of the shell material. In some embodiments, the insulated conductor 212 may be designed so that its temperature reaches values in the range of about 650 ° C to about 900 ° C. Insulated conductors with different operating ranges can be created to match specific operating parameters.

На фиг.2 изображен изолированный проводник 212 с единственным сердечником 214. По отдельным вариантам осуществления изолированный проводник 212 имеет два или более сердечников 214. Например, у одного изолированного проводника может быть три сердечника. Сердечник 214 может быть изготовлен из металла или иного электропроводящего материала. Материалы, используемые для изготовления сердечника 214, включают в себя, но не ограничены только ими, нихром, медь, никель, углеродистую сталь, нержавеющую сталь или комбинацию из них. По отдельным вариантам осуществления сердечник 214 выбирается таким образом, чтобы при рабочей температуре он имел такой диаметр и сопротивление, чтобы его сопротивление, рассчитываемое по закону Ома, позволяло ему быть электрически и конструктивно устойчивым для выбранного рассеяния мощности на метр, длины нагревателя и/или максимального напряжения, допустимого для материала сердечника.Figure 2 shows an insulated conductor 212 with a single core 214. In some embodiments, the insulated conductor 212 has two or more cores 214. For example, one insulated conductor may have three cores. The core 214 may be made of metal or other electrically conductive material. The materials used to make core 214 include, but are not limited to, nichrome, copper, nickel, carbon steel, stainless steel, or a combination thereof. In individual embodiments, the core 214 is selected so that at the operating temperature it has such a diameter and resistance that its resistance, calculated according to Ohm's law, allows it to be electrically and structurally stable for the selected power dissipation per meter, heater length and / or maximum voltage allowed for core material.

По отдельным вариантам осуществления сердечник 214 изготавливается из разных материалов по длине изолированного проводника 212. Например, первый участок сердечника 214 может быть изготовлен из материала, имеющего значительно более низкое сопротивление, чем второй участок сердечника. Первый участок может быть расположен вблизи пластового слоя, который не нужно нагревать до такой же высокой температуры как второй пластовый слой, примыкающий ко второму участку. Сопротивление разных участков сердечника 214 можно регулировать за счет переменного диаметра и/или за счет изготовления участков сердечника из разных материалов.In certain embodiments, the core 214 is made of different materials along the length of the insulated conductor 212. For example, the first portion of the core 214 may be made of a material having a significantly lower resistance than the second portion of the core. The first section may be located near the formation layer, which does not need to be heated to the same high temperature as the second formation layer adjacent to the second section. The resistance of different sections of the core 214 can be adjusted due to the variable diameter and / or due to the manufacture of sections of the core from different materials.

Электроизолятор 216 может быть изготовлен из различных материалов. Обычно используемые порошковые материалы могут включать в себя, но не ограничены только ими, MgO, Al2O3, двуокись циркония, BeO, различные химические варианты спинеля, а также комбинации из них. MgO может обеспечивать хорошую теплопроводность и электроизоляционные свойства. Необходимые электроизоляционные свойства включают в себя низкий ток утечки и высокую диэлектрическую прочность. Низкий ток утечки снижает вероятность теплового пробоя, а высокая диэлектрическая прочность снижает вероятность дугового пробоя вокруг изолятора. Тепловой пробой может возникать в том случае, если ток утечки вызывает поступательное увеличение температуры изолятора, также приводящее к дуговому пробою вокруг изолятора.Electrical insulator 216 may be made of various materials. Commonly used powder materials may include, but are not limited to, MgO, Al 2 O 3 , zirconia, BeO, various chemical spinel variants, as well as combinations thereof. MgO can provide good thermal conductivity and electrical insulating properties. Necessary electrical insulation properties include low leakage current and high dielectric strength. A low leakage current reduces the probability of thermal breakdown, and a high dielectric strength reduces the likelihood of an arc breakdown around the insulator. Thermal breakdown can occur if the leakage current causes a progressive increase in the temperature of the insulator, which also leads to an arc breakdown around the insulator.

Оболочка 218 может быть внешним металлическим слоем или электропроводящим слоем. Оболочка 218 может соприкасаться с горячими пластовыми флюидами. Оболочка 218 может быть изготовлена из материала, обладающего высокой устойчивостью к коррозии при повышенных температурах. Сплавы, которые могут использоваться для оболочки 218 в необходимом рабочем температурном диапазоне, включают в себя, но не ограничены только ими, нержавеющую сталь 304, нержавеющую сталь 310, Incoloy® 800 и Inconel® 600 (фирмы Inco Alloys International, г.Хатингтон, штат Западная Виржиния, США). Толщина оболочки 218 должна быть достаточной для того, чтобы она служила от трех до десяти лет в горячей и коррозийной среде. Толщина оболочки 218, в целом, может колебаться примерно от 1 мм до примерно 2.5 мм. Например, в качестве оболочки 218, обеспечивающей высокую химическую устойчивость к сероводородной коррозии в нагретой зоне пласта в течение периода времени, составляющего более 3 лет, может использоваться внешний слой из нержавеющей стали 310 толщиной 1.3 мм. Для удовлетворения потребностей конкретных областей применения может использоваться оболочка большей или меньшей толщины.Shell 218 may be an external metal layer or an electrically conductive layer. Shell 218 may be in contact with hot formation fluids. Sheath 218 may be made of a material having high corrosion resistance at elevated temperatures. Alloys that can be used for shell 218 in the desired operating temperature range include, but are not limited to, stainless steel 304, stainless steel 310, Incoloy® 800, and Inconel® 600 (Inco Alloys International, Hatington, State West Virginia, USA). The thickness of the sheath 218 must be sufficient to serve three to ten years in a hot and corrosive environment. The thickness of the shell 218, in General, can range from about 1 mm to about 2.5 mm For example, as a shell 218, providing high chemical resistance to hydrogen sulfide corrosion in the heated zone of the formation for a period of more than 3 years, an external layer of stainless steel 310 with a thickness of 1.3 mm can be used. To meet the needs of specific applications, a shell of greater or lesser thickness can be used.

Один или несколько изолированных проводников могут быть помещены внутрь отверстия в пласте для создания теплового источника или тепловых источников. Для нагрева пласта электрический ток может пропускаться по каждому из изолированных проводников, находящихся в отверстии. Как вариант, электрический ток может пропускаться по некоторым из изолированных проводников, находящихся в отверстии. Незадействованные проводники могут использоваться в качестве запасных нагревателей. Изолированные проводники могут быть электрически связаны с источником питания любым традиционным образом. Каждый конец изолированного проводника может быть сопряжен с вводными кабелями, проходящими через устье скважины. Подобная компоновка обычно имеет изгиб на 180° («шпилечный» изгиб) или поворот рядом с нижней частью теплового источника. Для изолированного проводника с изгибом на 180° или поворотом нижняя концевая заделка может не требоваться, однако изгиб на 180° или поворот может быть электрически и/или конструктивно слабым звеном нагревателя. Изолированные проводники могут быть электрически связаны между собой последовательно, параллельно или последовательно-параллельно. По отдельным вариантам осуществления тепловых источников электрический ток может поступать в проводник изолированного проводника и может возвращаться через оболочку изолированного проводника за счет соединения сердечника 214 с оболочкой 218 (см. фиг.2) в нижней части теплового источника.One or more insulated conductors can be placed inside the hole in the formation to create a heat source or heat sources. To heat the formation, electric current can be passed through each of the insulated conductors located in the hole. Alternatively, an electric current may be passed through some of the insulated conductors located in the hole. Unused conductors can be used as spare heaters. Insulated conductors can be electrically connected to a power source in any conventional manner. Each end of the insulated conductor may be interfaced with input cables passing through the wellhead. Such an arrangement usually has a 180 ° bend (“hairpin” bend) or a turn near the bottom of the heat source. For an insulated conductor with a bend of 180 ° or rotation, a lower end termination may not be required, however, a bend of 180 ° or rotation may be an electrically and / or structurally weak link of the heater. Insulated conductors can be electrically connected to each other in series, in parallel or in series-in parallel. In certain embodiments of the heat sources, electric current can enter the conductor of the insulated conductor and can be returned through the shell of the insulated conductor by connecting the core 214 to the shell 218 (see FIG. 2) at the bottom of the heat source.

По отдельным вариантам осуществления три изолированных проводника 212 электрически соединены с источником питания в виде 3-фазного соединения звездой. На фиг.3 показан вариант осуществления трех изолированных проводников в отверстии подземного пласта, соединенных звездой. На фиг.4 изображен вариант осуществления трех изолированных проводников 212, извлеченных из отверстия 220 в пласте. Никаких нижних соединений для трех изолированных проводников в компоновке звезда не требуется. Как вариант, все три изолированных проводника в компоновке звезда могут быть соединены между собой вблизи нижней части отверстия. Соединение может быть осуществлено непосредственно у концов нагревательных участков изолированных проводников или у концов холодных шпилек (участков с более низким сопротивлением), соединенных с нагревательными участками у нижней части изолированных проводников. Нижние соединения могут быть реализованы при помощи герметичных контейнеров, заполненных изолятором, или контейнеров, заполненных эпоксидной смолой. Изолятор может иметь такой же состав, что и изолятор, используемый в качестве электроизолятора.In certain embodiments, three insulated conductors 212 are electrically connected to a power source in the form of a 3-phase star connection. Figure 3 shows an embodiment of three insulated conductors in the hole of an underground formation connected by a star. Figure 4 shows an embodiment of three insulated conductors 212 extracted from a hole 220 in the formation. No bottom connections for three insulated conductors in a star arrangement are required. Alternatively, all three insulated conductors in the star arrangement can be interconnected near the bottom of the hole. The connection can be made directly at the ends of the heating sections of insulated conductors or at the ends of cold studs (sections with lower resistance) connected to the heating sections at the bottom of the insulated conductors. Bottom joints can be made using sealed containers filled with insulator or containers filled with epoxy. The insulator may have the same composition as the insulator used as an electrical insulator.

Три изолированных проводника 212 по фиг.3 и 4 могут быть соединены с опорным элементом 222 при помощи центраторов. 224. Как вариант, изолированные проводники 212 могут быть привязаны непосредственно к опорному элементу 224 при помощи металлических хомутов. Центраторы 224 позволяют удерживать по месту и/или препятствовать перемещению изолированных проводников 212 по опорным элементам 222. Центраторы 224 могут быть изготовлены из металла, керамики или комбинации из них. Металл может быть нержавеющей сталью или любым типом металла, способным выдерживать коррозийную и высокотемпературную среду. По отдельным вариантам осуществления центраторы 224 являются изогнутыми металлическими полосками, приваренными к опорному элементу через промежутки примерно менее чем в 6 м. Керамический материал, используемый в центраторах 224, может включать в себя, но не ограничен только ими, Al2O3, MgO или другой электроизолятор. Центраторы 224 могут удерживать изолированные проводники 212 по месту на опорных элементах 222 таким образом, чтобы не допускать перемещения изолированных проводников при рабочих температурах изолированных проводников. Изолированные проводники 212 также могут обладать определенной гибкостью для того, чтобы они выдерживали расширение опорного элемента 222 при нагреве.Three insulated conductors 212 of FIGS. 3 and 4 can be connected to the support element 222 using centralizers. 224. Alternatively, insulated conductors 212 may be tied directly to the support member 224 using metal clamps. Centralizers 224 allow you to hold in place and / or prevent the movement of insulated conductors 212 along the support elements 222. Centralizers 224 can be made of metal, ceramic or a combination of them. The metal may be stainless steel or any type of metal capable of withstanding a corrosive and high temperature environment. In certain embodiments, the centralizers 224 are curved metal strips welded to the support member at intervals of less than about 6 m. The ceramic material used in the centralizers 224 may include, but is not limited to, Al 2 O 3 , MgO, or another electrical insulator. Centralizers 224 may hold the insulated conductors 212 in place on the support members 222 so as to prevent the insulated conductors from moving at the operating temperatures of the insulated conductors. The insulated conductors 212 may also have some flexibility in order to withstand the expansion of the support member 222 when heated.

Опорный элемент 222, изолированный проводник 212 и центраторы 224 могут быть помещены в отверстие 220 углеводородного слоя 226. Изолированные проводники 212 могут быть соединены с нижним проводниковым соединением 228 с использованием холодных шпилек 230. Нижнее проводниковое соединение 228 может электрически связывать все изолированные проводники 212 друг с другом. Нижнее проводниковое соединение 228 может включать в себя материалы, которые являются электропроводящими и не плавятся при температуре, создаваемой в отверстии 220. Холодная шпилька 230 может быть изолированными проводником с более низким электрическим сопротивлением, чем у изолированного проводника 212.The support member 222, the insulated conductor 212, and the centralizers 224 can be placed in the opening 220 of the hydrocarbon layer 226. The insulated conductors 212 can be connected to the lower conductor connection 228 using cold pins 230. The lower conductor connection 228 can electrically connect all insulated conductors 212 to each other friend. The lower conductor connection 228 may include materials that are electrically conductive and do not melt at the temperature created in the hole 220. The cold stud 230 may be an insulated conductor with lower electrical resistance than the insulated conductor 212.

Вводный проводник 232 может быть связан с устьем скважины 234 для подачи электропитания в изолированный проводник 212. Вводный проводник 232 может быть изготовлен из проводника с относительно низким электрическим сопротивлением для того, чтобы прохождение электрического тока через вводный проводник не приводило к значительному нагреву. По отдельным вариантам осуществления вводный проводник является многожильным медным проводом с резиновой или полимерной изоляцией. По отдельным вариантам осуществления вводный проводник является проводником с медным сердечником и минеральной изоляцией. Вводный проводник 232 может быть соединен с устьем 234 скважины у поверхности 236 при помощи уплотнительного фланца, расположенного между перекрывающей породой 238 и поверхностью 236. Уплотнительный фланец может препятствовать выходу флюида через отверстие 220 на поверхность 236.The lead-in conductor 232 may be connected to the wellhead 234 to supply power to the insulated conductor 212. The lead-in conductor 232 may be made of a relatively low electrical resistance conductor so that the passage of electric current through the lead-in conductor does not cause significant heating. In certain embodiments, the lead-in conductor is a stranded copper wire with rubber or polymer insulation. In certain embodiments, the lead-in conductor is a copper core and mineral insulated conductor. The lead-in conductor 232 may be connected to the wellhead 234 at surface 236 using a sealing flange located between the overburden 238 and surface 236. The sealing flange may prevent fluid from flowing out through opening 220 onto surface 236.

По отдельным вариантам осуществления вводный проводник 232 соединен с изолированным проводником 212 при помощи переходного проводника 240. Переходной проводник 240 может быть частью изолированного проводника 212 с меньшим сопротивлением. Переходной проводник 240 можно назвать «холодной шпилькой» изолированного проводника 212. Переходной проводник 240 может быть сконструирован таким образом, чтобы он рассеивал примерно от одной десятой до примерно одной пятой мощности на единицу длины, аналогично тому, как происходит рассеивание на единицу длины в основном участке изолированного проводника 212. Длина переходного проводника 240 обычно составляет примерно от 1.5 м до примерно 15 м, хотя с учетом потребностей в конкретных областях применения длина может быть больше или меньше. По одному из вариантов осуществления проводник переходного проводника 240 изготовлен из меди. Электроизолятор переходного проводника 240 может быть электроизолятором такого же типа, который используется в основном нагревательном участке. Оболочка переходного проводника 240 может быть изготовлена из коррозионно-устойчивого материала.In certain embodiments, the lead-in conductor 232 is connected to the insulated conductor 212 by a junction conductor 240. The junction conductor 240 may be part of an insulated conductor 212 with lower resistance. The adapter conductor 240 may be called the “cold pin” of the insulated conductor 212. The adapter conductor 240 can be designed to dissipate from about one tenth to about one fifth of the power per unit length, similar to how dissipation per unit length in the main section insulated conductor 212. The length of the transition conductor 240 is typically from about 1.5 m to about 15 m, although the length may be longer or shorter to suit the needs of specific applications. In one embodiment, the transition conductor conductor 240 is made of copper. The electrical insulator of the transition conductor 240 may be the same type of electrical insulator that is used in the main heating section. The sheath of the transition conductor 240 may be made of a corrosion-resistant material.

По некоторым вариантам осуществления переходной проводник 240 соединен с вводным проводником 232 при помощи сростка или иного соединения. Сростки также могут использоваться для соединения переходного проводника 240 с изолированным проводником 212. Сростки могут выдерживать температуру, равную половине рабочей температуры в целевой зоне. Плотность электрической изоляции в сростке во многих случаях должна быть достаточно высокой для того, чтобы выдерживать необходимую температуру и рабочее напряжение.In some embodiments, the transition conductor 240 is connected to the lead-in conductor 232 via a splice or other connection. The splice can also be used to connect the adapter conductor 240 to the insulated conductor 212. The splice can withstand temperatures equal to half the operating temperature in the target area. The density of electrical insulation in the splice in many cases must be high enough to withstand the required temperature and operating voltage.

По отдельным вариантам осуществления, как показано на фиг.3, упаковочный материал 242 помещается между обсадкой 244 перекрывающей породы и отверстием 220. По отдельным вариантам осуществления обсадка 244 перекрывающей породы может закрепляться в перекрывающей породе армирующим материалом 246. Упаковочный материал 242 может препятствовать выходу флюида из отверстия 220 на поверхность 236. Армирующий материал 246 может включать в себя, например, цемент марки портланд класса G или класса Н, смешанный с кварцевой мукой для улучшения температурных показателей, шлаком или кварцевой мукой и/или смесью из них. По отдельным вариантам осуществления армирующий материал 246 проходит радиально шириной примерно от 5 см до примерно 25 см.In individual embodiments, as shown in FIG. 3, packaging material 242 is placed between the overburden casing 244 and the opening 220. In some embodiments, the overburden casing 244 may be secured in the overburden with reinforcing material 246. The packaging material 242 may prevent fluid from escaping holes 220 to surface 236. Reinforcing material 246 may include, for example, Portland Class G or Class H cement mixed with silica flour to improve temperature performance teles, slag or silica flour and / or a mixture of them. In certain embodiments, the reinforcing material 246 extends radially from about 5 cm to about 25 cm wide.

Как показано на фиг.3 и 4 опорный элемент 222 и вводный проводник 232 могут быть соединены с устьем 234 скважины у поверхности пласта. Поверхностный проводник 248 может окружать армирующий материал 246 и соединяться с устьем 234 скважины. Поверхностные проводники по разным вариантам осуществления могут уходить в отверстие пласта на глубину примерно от 3 м до примерно 515 м. Как вариант поверхностный проводник может уходить в пласт на глубину примерно в 9 м. Электрический ток может подаваться в изолированный проводник 212 от источника питания для создания нагрева за счет электрического сопротивления изолированного проводника. Тепло, создаваемое тремя изолированными проводниками 212, может поступать в отверстие 220 для нагрева по меньшей мере участка углеводородного слоя 226.As shown in FIGS. 3 and 4, the support member 222 and lead-in conductor 232 may be connected to the wellhead 234 at the surface of the formation. Surface conductor 248 may surround the reinforcing material 246 and connect to the wellhead 234. The surface conductors according to various embodiments can go into the hole of the formation to a depth of about 3 m to about 515 m. Alternatively, the surface conductor can go into the formation to a depth of about 9 m. Electric current can be supplied to the insulated conductor 212 from the power source to create heating due to the electrical resistance of the insulated conductor. The heat generated by the three insulated conductors 212 may enter the opening 220 to heat at least a portion of the hydrocarbon layer 226.

Тепло, создаваемое изолированными проводниками 212, может нагревать по меньшей мере один из участков углеводородсодержащего пласта. По отдельным вариантам осуществления тепло передается в пласт, по существу, за счет излучения создаваемого тепла в пласт. Часть тепла может передаваться за счет проводимости или конвекции тепла благодаря наличию в отверстии газов. Отверстие может быть необсаженным отверстием, как это показано на фиг.3 и 4. Необсаженное отверстие позволяет избежать затрат, связанных с тепловым цементированием нагревателя в пласте, затрат, связанных с обсаживанием и/или затрат на упаковывание нагревателя внутри отверстия. Кроме этого, теплопередача за счет излучения обычно является более эффективной, чем проводимость, поскольку нагреватели можно использовать при более низких температурах, чем в открытом стволе скважины. Передача тепла путем теплопроводности при начале работы теплового источника можно увеличить за счет добавления в отверстие газа. Абсолютное давление газа может поддерживаться вплоть до значений свыше 27 бар. Газ может включать в себя, но не ограничен только ими, двуокись углерода и/или гелий. Нагреватель с изолированным проводником в открытом стволе скважины предпочтительно может беспрепятственно расширяться или сжиматься в зависимости от теплового расширения или сжатия. Нагреватель с изолированным проводником предпочтительно может извлекаться или перемещаться из открытого ствола скважины.The heat generated by insulated conductors 212 can heat at least one of the sections of the hydrocarbon containing formation. In certain embodiments, heat is transferred to the formation, essentially due to the radiation of the generated heat into the formation. Part of the heat can be transferred due to conduction or convection of heat due to the presence of gases in the hole. The hole may be an open hole, as shown in FIGS. 3 and 4. An open hole allows avoiding costs associated with thermal cementing of the heater in the formation, costs associated with casing and / or packaging costs of the heater inside the hole. In addition, heat transfer due to radiation is usually more efficient than conductivity, since heaters can be used at lower temperatures than in an open wellbore. Heat transfer through thermal conductivity at the start of a heat source can be increased by adding gas to the hole. Absolute gas pressure can be maintained up to values above 27 bar. The gas may include, but is not limited to, carbon dioxide and / or helium. An insulated conductor heater in an open wellbore may preferably expand or contract unhindered depending on thermal expansion or contraction. The insulated conductor heater may preferably be removed or moved from an open wellbore.

По некоторым вариантам осуществления узел нагревателя с изолированным проводником устанавливается или извлекается при помощи намоточного узла. Для одновременной установки изолированного проводника и опорного элемента может использоваться более одного намоточного узла. Как вариант, опорный элемент может быть установлен при помощи койлтюбинговой установки. Нагреватели могут разматываться и соединяться с опорой по мере помещения опоры в скважину. Электрический нагреватель и опорный элемент могут разматываться с намоточных узлов. Разделители могут быть соединены с опорным элементом и нагревателем вдоль длины опорного элемента. Для дополнительных элементов электрических нагревателей могут использоваться дополнительные намоточные узлы.In some embodiments, the insulated conductor heater assembly is mounted or removed using a winding assembly. For the simultaneous installation of an insulated conductor and a support element, more than one winding unit can be used. Alternatively, the support element can be installed using a coiled tubing installation. Heaters can be unwound and connected to the support as the support is placed in the well. The electric heater and the support element can be unwound from the winding units. Separators may be connected to the support member and the heater along the length of the support member. For additional elements of electric heaters, additional winding units can be used.

Нагреватели с температурным ограничением могут иметь такую компоновку и/или могут включать в себя такие материалы, которые обладают свойствами автоматического ограничения температуры нагревателей при достижении определенных температур. Примеры нагревателей с температурным ограничением можно найти в документах US №№6,688,387 на имя Уэллингтон и соавт.; 6,991,036 на имя Сами-Диндорук и соавт.; 6,698,515 на имя Караникас и соавт.; 6,880,633 на имя Уэллингтон и соавт.; 6,782,947 на имя Руффиньяк и соавт.; 6,991,045 на имя Винегар и соавт.; 7,073,578 на имя Винегар и соавт.; 7,121,342 на имя Винегар и соавт.; 7,320,364 на имя Фейрбэнкс; 7,527,094 на имя МакКензи и соавт.; 7,584,789 на имя Мо и соавт.; 7,533,719 на имя Хинсон и соавт.; а также 7,562,707 на имя Миллер; в опубликованных патентных заявках США №№2009-0071652 на имя Винегар и соавт.; 2009-0189617 на имя Берне и соавт.; 2010-0071903 на имя Принс-Райт и соавт.; а также 2010-0096137 на имя Нгуен и соавт. Нагреватели с температурным ограничением рассчитаны на работу с током переменной частоты (например, переменным током с частотой 60 Гц) или с модулированным постоянным током.Temperature limited heaters may have such an arrangement and / or may include materials that have the ability to automatically limit the temperature of heaters when certain temperatures are reached. Examples of temperature limited heaters can be found in US Pat. No. 6,688,387 to Wellington et al .; 6,991,036 in the name of Sami-Dindoruk et al .; 6,698,515 addressed to Karanikas et al .; 6,880,633 addressed to Wellington et al .; 6,782,947 addressed to Ruffignac et al .; 6,991,045 in the name of Vinegar et al .; 7,073,578 in the name of Vinegar et al .; 7,121,342 in the name of Vinegar et al .; 7,320,364 in the name of Fairbanks; 7,527,094 addressed to Mackenzie et al .; 7,584,789 addressed to Mo et al .; 7,533,719 to Hinson et al .; and 7,562,707 in the name of Miller; US Published Patent Applications No. 2009-0071652 to Vinegar et al .; 2009-0189617 in the name of Bern et al .; 2010-0071903 addressed to Prince Wright et al .; and also 2010-0096137 in the name of Nguyen et al. Temperature limited heaters are designed to operate with a variable frequency current (for example, alternating current with a frequency of 60 Hz) or with modulated direct current.

По некоторым вариантам осуществления в нагревателях с ограничением температуры используются ферромагнитные материалы. Ферромагнитные материалы могут автоматически ограничивать температуру вблизи или около температуры Кюри материала и/или диапазона температур фазового превращения для уменьшения количества создаваемого тепла при подаче в материал изменяющегося во времени тока. По некоторым вариантам осуществления ферромагнитный материал автоматически ограничивает температуру нагревателя с ограничением температуры при заданной температуре, приближающейся к температуре Кюри и/или в диапазоне температур фазового превращения. По некоторым вариантам осуществления заданная температура отличается от температуры Кюри и/или диапазона температур фазового превращения примерно на 35°C, примерно на 25°C, примерно на 20°C или примерно на 10°C. По некоторым вариантам осуществления ферромагнитные материалы соединяются с другими материалами (например, материалами с повышенной проводимостью, материалами с повышенной прочностью, коррозионно-устойчивыми материалами или комбинацией из них) для получения различных электрических и/или механических свойств. Отдельные части нагревателя с температурным ограничением могут иметь более низкое сопротивление (за счет разной геометрической формы и/или использования ферромагнитных и/или неферромагнитных материалов), чем у других частей нагревателя с ограничением температуры. Изготовление частей нагревателя с температурным ограничением из разных материалов и/или разного размера позволяет получать необходимую теплоотдачу от каждой части нагревателя.In some embodiments, temperature limited heaters utilize ferromagnetic materials. Ferromagnetic materials can automatically limit the temperature near or near the Curie temperature of the material and / or the phase transformation temperature range to reduce the amount of heat generated when a time-varying current is applied to the material. In some embodiments, the ferromagnetic material automatically limits the temperature of the heater with a temperature limit at a predetermined temperature approaching the Curie temperature and / or in the phase transformation temperature range. In some embodiments, the target temperature differs from the Curie temperature and / or the phase transformation temperature range by about 35 ° C, about 25 ° C, about 20 ° C, or about 10 ° C. In some embodiments, the ferromagnetic materials are combined with other materials (for example, materials with increased conductivity, materials with increased strength, corrosion-resistant materials, or a combination of them) to obtain various electrical and / or mechanical properties. Certain parts of a temperature-limited heater may have lower resistance (due to different geometric shapes and / or the use of ferromagnetic and / or non-ferromagnetic materials) than other parts of a temperature-limited heater. The manufacture of temperature-limited heater parts from different materials and / or different sizes allows you to get the necessary heat transfer from each part of the heater.

Нагреватели с температурным ограничением могут быть более надежными, чем другие нагреватели. Нагреватели с температурным ограничением могут реже ломаться или выходить из строя из-за наличия горячих точек в пласте. По отдельным вариантам осуществления нагреватели с температурным ограничением позволяют осуществлять, по существу, равномерный нагрев пласта. По отдельным вариантам осуществления нагреватели с температурным ограничением способны нагревать пласт более эффективно за счет работы с более высокой средней теплоотдачей по всей длине нагревателя. Нагреватель с температурным ограничением работает с более высокой средней теплоотдачей по всей длине нагревателя за счет того, что подачу электропитания в нагреватель не нужно уменьшать во всем нагревателе, как это происходит в обычных нагревателях с постоянной активной мощностью в ваттах, если температура в какой-то отдельной точке нагревателя превышает или может превысить максимальную рабочую температуру нагревателя. Теплоотдача частей нагревателя с ограничением температуры, приближающаяся к температуре Кюри и/или диапазону температур фазового превращения нагревателя, автоматически уменьшается без управляемого регулирования меняющегося во времени тока, подаваемого на нагреватель. Теплоотдача автоматически уменьшается за счет изменения электрических свойств (например, электрического сопротивления) частей нагревателя с ограничением температуры. Поэтому нагреватель с ограничением температуры отдает больше мощности в течение более длительного периода процесса нагрева.Temperature limited heaters can be more reliable than other heaters. Temperature-limited heaters can less often break or fail due to hot spots in the formation. In certain embodiments, temperature limited heaters allow substantially uniform heating of the formation. In certain embodiments, temperature-limited heaters are capable of heating the formation more efficiently by operating at a higher average heat transfer along the entire length of the heater. A temperature-limited heater operates with a higher average heat dissipation over the entire length of the heater due to the fact that the power supply to the heater does not need to be reduced throughout the heater, as is the case with conventional heaters with constant active power in watts, if the temperature is point of the heater exceeds or may exceed the maximum operating temperature of the heater. The heat transfer of the temperature limited parts of the heater, approaching the Curie temperature and / or the temperature range of the phase transformation of the heater, automatically decreases without controlled regulation of the time-varying current supplied to the heater. Heat transfer is automatically reduced by changing the electrical properties (for example, electrical resistance) of the parts of the heater with temperature limitation. Therefore, a temperature limited heater gives more power over a longer period of the heating process.

По некоторым вариантам осуществления система, включающая в себя нагреватели с ограничением температуры, первоначально обеспечивает первую теплоотдачу, а затем обеспечивает уменьшенную (вторую) теплоотдачу, которая приближается, находится около или превышает температуру Кюри и/или диапазон температур фазового превращения электрорезистивной части нагревателя при запитывании нагревателя с ограничением температуры меняющимся во времени током. Первая теплоотдача является теплоотдачей с такой температурой, ниже которой нагреватель с ограничением температуры начинает автоматическое ограничение. По отдельным вариантам осуществления первая теплоотдача является теплоотдачей, температура которой примерно на 50°C, примерно на 75°C, примерно на 100°C или примерно на 125°C ниже температуры Кюри и/или диапазона температур фазового превращения ферромагнитного материала в нагревателе с ограничением температуры.In some embodiments, a system including temperature limited heaters initially provides a first heat transfer and then provides a reduced (second) heat transfer that approaches, is near or exceeds the Curie temperature and / or temperature range of the phase transformation of the electrical resistive part of the heater when the heater is energized with temperature limitation, time-varying current. The first heat transfer is heat transfer with a temperature below which a temperature-limited heater begins to automatically limit. In certain embodiments, the first heat transfer is heat transfer, the temperature of which is about 50 ° C, about 75 ° C, about 100 ° C, or about 125 ° C below the Curie temperature and / or the temperature range of the phase transformation of the ferromagnetic material in the heater with the restriction temperature.

Нагреватель с ограничением температуры может запитываться меняющимся во времени током (переменным током или модулированным постоянным током), подаваемым в устье скважины. Устье скважины может включать в себя источник электропитания или иные компоненты (например, модуляционные компоненты, трансформаторы и/или конденсаторы), используемые для подачи электропитания на нагреватель с ограничением температуры. Нагреватель с ограничением температуры может быть одним из многих нагревателей, используемых для нагрева участка пласта.A temperature-limited heater can be powered by a time-varying current (alternating current or modulated direct current) supplied to the wellhead. The wellhead may include a power source or other components (eg, modulation components, transformers and / or capacitors) used to supply power to the temperature limited heater. A temperature limited heater may be one of many heaters used to heat a portion of a formation.

По некоторым вариантам осуществления нагреватель с ограничением температуры включает в себя проводник, выступающий в качестве нагревателя с поверхностным эффектом или нагревателем с близостным эффектом при подаче в проводник меняющегося во времени тока. Поверхностный эффект ограничивает глубину проникновения тока внутрь проводника. У ферромагнитных проводников магнитная проницаемость проводника преобладает над поверхностным эффектом. Относительная магнитная проницаемость ферромагнитных материалов обычно составляет от 10 до 1000 (например, относительная магнитная проницаемость ферромагнитных материалов обычно составляет по меньшей мере 10 и может составлять по меньшей мере 50, 100, 500, 1000 или более). По мере того как температура ферромагнитного материала поднимается выше температуры Кюри или диапазона температур фазового превращения и/или по мере того как увеличивается подаваемый электрический ток, магнитная проницаемость ферромагнитного материала, по существу, уменьшается, а глубина поверхностного слоя быстро увеличивается (например, глубина поверхностного слоя увеличивается обратно пропорционально квадратному корню из магнитной проницаемости). Снижение магнитной проницаемости приводит к уменьшению сопротивления переменному току или модулированному постоянному току проводника вблизи, около или выше температуры Кюри, диапазона температур фазового превращения и/или по мере увеличения подаваемого электрического тока. Когда нагреватель с ограничением температуры запитывается из источника, по существу, постоянного тока, теплоотдача частей нагревателя, температура которых приближается, достигает или превышает температуру Кюри и/или диапазон температур фазового превращения, может снижаться. В участках нагревателя с ограничением температуры, температура которых не находится около или вблизи температуры Кюри и/или диапазона температур фазового превращения, может преобладать нагрев с поверхностным эффектом, который позволяет нагревателю обеспечивать высокую теплоотдачу за счет высокой резистивной нагрузки.In some embodiments, the temperature limited heater includes a conductor acting as a surface effect heater or a similar effect heater when a time-varying current is supplied to the conductor. The surface effect limits the depth of current penetration into the conductor. In ferromagnetic conductors, the magnetic permeability of the conductor prevails over the surface effect. The relative magnetic permeability of the ferromagnetic materials is usually from 10 to 1000 (for example, the relative magnetic permeability of the ferromagnetic materials is usually at least 10 and may be at least 50, 100, 500, 1000 or more). As the temperature of the ferromagnetic material rises above the Curie temperature or phase transformation temperature range and / or as the supplied electric current increases, the magnetic permeability of the ferromagnetic material essentially decreases and the depth of the surface layer increases rapidly (for example, the depth of the surface layer increases inversely with the square root of magnetic permeability). A decrease in magnetic permeability leads to a decrease in the resistance to alternating current or modulated direct current of the conductor near, near or above the Curie temperature, the temperature range of the phase transformation and / or as the supplied electric current increases. When a temperature limited heater is supplied from a substantially constant current source, the heat transfer of parts of the heater whose temperature approaches, reaches or exceeds the Curie temperature and / or phase transformation temperature range may decrease. In temperature limited heater sections, the temperature of which is not near or near the Curie temperature and / or the phase transformation temperature range, heating with a surface effect may prevail, which allows the heater to provide high heat transfer due to the high resistive load.

Преимущество использования нагревателя с ограничением температуры для нагрева углеводородов в пласте заключается в том, что проводник выбирается таким образом, чтобы он достигал температуры Кюри и/или диапазона температур фазового превращения при работе в необходимом температурном диапазоне. Функционирование в пределах необходимого температурного диапазона позволяет осуществлять существенную подачу тепла в пласт при поддержании температуры нагревателя с ограничением температуры, а также другого оборудования ниже расчетных предельных температур. Расчетные предельные температуры - это температуры, при которых такие свойства как коррозия, ползучесть и/или деформация начинают оказывать негативное воздействие. Свойства по температурному ограничению нагревателя с ограничением температур предотвращают перегрев или выгорание нагревателя вблизи «горячих точек» пласта с низкой теплопроводностью. По отдельным вариантам осуществления нагреватель с ограничением температуры способен снижать или регулировать теплоотдачу и/или выдерживать температуры свыше 5°C, 37°C, 100°C, 250°C, 500°C, 700°C, 800°C, 900°C или свыше 1131°C, в зависимости от материалов, используемых в нагревателе.The advantage of using a temperature limited heater to heat hydrocarbons in the formation is that the conductor is selected so that it reaches the Curie temperature and / or the phase transformation temperature range when operating in the required temperature range. Functioning within the required temperature range allows for significant heat supply to the formation while maintaining the temperature of the heater with temperature limitation, as well as other equipment below the calculated temperature limits. The calculated temperature limits are the temperatures at which properties such as corrosion, creep and / or deformation begin to have a negative effect. Temperature-limited properties of the temperature-limited heater prevent overheating or burnout of the heater near the “hot spots” of the low thermal conductivity formation. In certain embodiments, a temperature limited heater is capable of reducing or controlling heat transfer and / or withstanding temperatures above 5 ° C, 37 ° C, 100 ° C, 250 ° C, 500 ° C, 700 ° C, 800 ° C, 900 ° C or above 1131 ° C, depending on the materials used in the heater.

Нагреватель с ограничением температуры позволяет подавать больше тепла в пласт по сравнению с нагревателями с постоянной мощностью в ваттах, поскольку подачу энергии в нагреватель с ограничением температуры не нужно ограничивать с учетом прилегающих к нагревателю областей с низкой теплопроводностью. Например, на нефтяных сланцах Грин Ривер тепловодность у наиболее бедных нефтяными сланцами слоев и наиболее богатых нефтяными сланцами слоев отличается по меньшей мере в 3 раза. При нагреве подобного пласта нагреватель с ограничением температуры, по существу, подает в пласт больше тепла, чем традиционный нагреватель, который ограничен температурой слоев с низкой теплопроводностью. При теплоотдаче по всей длине традиционного нагревателя необходимо принимать в расчет слои с низкой теплопроводностью для того, чтобы нагреватель не перегревался в слоях с низкой теплопроводностью и не перегорал. Теплоотдача вблизи слоев с низкой теплопроводностью, нагретых до высокой температуры, у нагревателя с ограничением температуры будет уменьшаться, тогда остальные части нагревателя с ограничением температуры, не нагретые до высокой температуры, по-прежнему будут обеспечивать высокую теплоотдачу. Поскольку для нагрева углеводородных пластов нагреватели имеют большую длину (например, по меньшей мере 10 м, 100 м, 300 м, 500 м, 1 км или более, вплоть до 10 км), большая часть длины нагревателя с ограничением температуры может функционировать ниже температуры Кюри и/или диапазона температур фазового превращения, при этом лишь температура отдельных участков нагревателя с ограничением температуры будет приближается или находится около температуры Кюри и/или диапазона температур фазового превращения.A temperature-limited heater allows more heat to be supplied to the formation compared to heaters with constant power in watts, since the energy supply to the temperature-limited heater does not need to be limited, taking into account the areas of low thermal conductivity adjacent to the heater. For example, on Green River oil shales, the thermal conductivity of the poorest oil shale layers and the richest oil shale layers is at least 3 times different. When heating such a formation, a temperature limited heater essentially delivers more heat to the formation than a conventional heater, which is limited by the temperature of the layers with low thermal conductivity. During heat transfer along the entire length of a traditional heater, it is necessary to take into account layers with low thermal conductivity so that the heater does not overheat in layers with low thermal conductivity and does not burn out. The heat transfer near layers with low thermal conductivity heated to a high temperature will decrease with a temperature limited heater, then the remaining parts of the temperature limited heater that are not heated to high temperature will still provide high heat transfer. Since heaters have a long length for heating hydrocarbon reservoirs (for example, at least 10 m, 100 m, 300 m, 500 m, 1 km or more, up to 10 km), most of the temperature limited heater can function below the Curie temperature and / or the temperature range of the phase transformation, while only the temperature of individual sections of the heater with temperature limitation will approach or be near the Curie temperature and / or the temperature range of the phase transformation.

Использование нагревателей с ограничением температуры позволяет эффективно передавать тепло в пласт. Эффективная передача тепла позволяет сократить время, необходимое для нагрева пласта до нужной температуры. Например, на нефтяных сланцах Грин Ривер продолжительность нагрева до начала пиролиза обычно занимает от 9.5 до 10 лет при размещении в нагревательных скважинах с промежутком 12 м традиционных нагревателей с постоянной мощностью в ваттах. При таком же расстоянии между нагревателями использование нагревателей с ограничением температуры позволяет добиться более высокой средней теплоотдачи при сохранении температуры нагревательного оборудования ниже расчетных предельных температур оборудования. Пиролиз в пласте может начинаться раньше при более высокой средней теплоотдаче, обеспечиваемой нагревателями с ограничением температуры, по сравнению с более низкой теплоотдачей, обеспечиваемой нагревателями с постоянной мощностью в ваттах. Например, на нефтяных сланцах Грин Ривер пиролиз может начинаться через 5 лет при использовании нагревателей с ограничением температуры, расположенных в нагревательных скважинах с промежутком в 12 м. Нагреватели с ограничением температуры позволяют избежать появления горячих точек вследствие несоблюдения расстояния между скважинами или бурения нагревательных скважин слишком близко друг к другу. По некоторым вариантам осуществления нагреватели с ограничением температуры позволяют с течением времени увеличивать мощность нагревательных скважин, удаленных друг от друга на слишком большое расстояние или ограничивать мощность нагревательных скважин, расположенных слишком близко друг к другу. Нагреватели с ограничением температуры также подают больше мощности в области, прилегающие к перекрывающей породе и подстилающей породе для компенсации температурных потерь в этих областях.Using temperature limited heaters allows efficient heat transfer to the formation. Efficient heat transfer reduces the time required to heat the formation to the desired temperature. For example, on Green River oil shales, the duration of heating before the start of pyrolysis usually takes from 9.5 to 10 years when traditional heaters with constant power in watts are placed in heating wells with an interval of 12 m. With the same distance between the heaters, the use of temperature limited heaters allows achieving a higher average heat transfer while maintaining the temperature of the heating equipment below the calculated maximum temperature of the equipment. Pyrolysis in the formation may begin earlier with a higher average heat transfer provided by temperature limited heaters, compared with lower heat transfer provided by heaters with constant power in watts. For example, on Green River oil shales, pyrolysis can begin after 5 years when using temperature limited heaters located in heating wells with a gap of 12 m. Temperature limited heaters avoid hot spots due to non-observance of the distance between wells or drilling of heating wells too close to each other. In some embodiments, temperature limited heaters allow over time to increase the power of heating wells that are too far apart from each other or to limit the power of heating wells that are too close to each other. Temperature-limited heaters also provide more power in the areas adjacent to the overburden and the underlying bed to compensate for temperature losses in these areas.

Нагреватели с ограничением температуры предпочтительно могут использоваться в пластах разного типа. Например, в пластах с нефтеносными песками или в относительно проницаемых пластах, содержащих тяжелые углеводороды, нагреватели с ограничением температуры могут использоваться для поддержания управляемой низкой выходной температуры в целях снижения вязкости флюидов, достижения подвижности флюидов и/или увеличения радиального потока флюидов вблизи или рядом со стволом скважины в пласте. Нагреватели с ограничением температуры могут использоваться для предотвращения чрезмерного коксования вследствие избыточного нагрева в районе ствола скважины в пласте.Temperature limited heaters can preferably be used in different types of formations. For example, in oil sands formations or in relatively permeable formations containing heavy hydrocarbons, temperature limited heaters can be used to maintain a controlled low output temperature to reduce fluid viscosity, achieve fluid mobility and / or increase radial fluid flow near or near the wellbore wells in the reservoir. Temperature limited heaters can be used to prevent excessive coking due to excessive heating in the wellbore area of the formation.

По отдельным вариантам осуществления использование нагревателей с ограничением температуры исключает или снижает необходимость использования дорогостоящих электронных схем для регулирования температуры. Например, использование нагревателей с ограничением температуры исключает или снижает необходимость ведения учета температур и/или необходимость использования термопар на нагревателях для наблюдения за возможным перегревом в горячих точках.In certain embodiments, the use of temperature limited heaters eliminates or reduces the need for expensive electronic circuits for temperature control. For example, the use of temperature limited heaters eliminates or reduces the need for temperature monitoring and / or the need to use thermocouples on heaters to monitor possible overheating in hot spots.

Нагреватели с ограничением температуры могут использоваться в кабелепроводных нагревателях. По отдельным вариантам осуществления кабелепроводных нагревателей большая часть резистивного тепла создается в проводнике, а передача тепла в кабелепровод осуществляется посредством излучения, теплопроводности и/или конвекции. По отдельным вариантам осуществления кабелепроводных нагревателей большая часть резистивного тепла создается в кабелепроводе.Temperature limited heaters can be used in conduit heaters. In certain embodiments of conduit heaters, most resistive heat is generated in the conductor, and heat is transferred to the conduit through radiation, heat conduction, and / or convection. In certain embodiments of conduit heaters, most of the resistive heat is generated in the conduit.

По отдельным вариантам осуществления для обеспечения большей части электрорезистивной теплоотдачи нагревателя с ограничением температуры при температурах, достигающих или приближающихся к температуре Кюри и/или диапазону температур фазового превращения ферромагнитного проводника, используется относительно тонкий проводящий слой. Подобный нагреватель с ограничением температуры может использоваться в качестве нагревательного элемента нагревателя с изолированным проводником. Нагревательный элемент нагревателя с изолированным проводником может находиться внутри оплетки, причем между оплеткой и нагревательным элементом находится изолирующий слой.In certain embodiments, a relatively thin conductive layer is used to provide most of the electrically resistive heat transfer of the temperature limited heater at temperatures reaching or approaching the Curie temperature and / or temperature range of the phase transformation of the ferromagnetic conductor. Such a temperature limited heater can be used as a heating element of an insulated conductor heater. The heating element of the heater with an insulated conductor can be located inside the braid, and between the braid and the heating element there is an insulating layer.

Кабели с минеральной изоляцией (МИ) (изолированные проводники), предназначенные для эксплуатации в подземных условиях, например, в отдельных областях применения для нагрева углеводородосодержащих пластов, имеют увеличенную длину, могут иметь увеличенный наружный диаметр и могут использоваться при более высоких напряжениях и температурах по сравнению с общепринятыми значениями для кабелей с минеральной изоляцией. Для подобных подземных областей применения может потребоваться соединение нескольких кабелей с минеральной изоляцией для получения кабелей с минеральной изоляцией достаточной длины, уходящих на такую глубину и расстояние, чтобы можно было эффективно нагревать подземный пласт и соединять участки с разной функциональностью, например, соединять вводные кабели с секциями нагревателя. Для подобных длинных нагревателей также требуется повышенное напряжение для подачи достаточного количества электроэнергии на наиболее удаленные концы нагревателей.Mineral insulated cables (MI) (insulated conductors) designed for underground use, for example, in certain applications for heating hydrocarbon-containing formations, have an increased length, can have an increased outer diameter and can be used at higher voltages and temperatures compared to with generally accepted values for mineral insulated cables. For such underground applications, it may be necessary to connect several mineral-insulated cables to produce mineral-insulated cables of sufficient length extending to such a depth and distance that it is possible to efficiently heat the subterranean formation and connect areas with different functionality, for example, connect input cables to sections heater. For such long heaters, an increased voltage is also required to supply a sufficient amount of electricity to the farthest ends of the heaters.

Традиционные сращенные конструкции кабелей с минеральной изоляцией обычно не подходят для напряжений свыше 1000 В, свыше 1500 В или свыше 2000 В и не могут функционировать длительное время без поломок при повышенных температурах, например, свыше 650°C (примерно 1200°F), свыше 700°C (примерно 1290°F) или свыше 800°C (примерно 1470°F). Для подобных областей применения с высоким напряжением и высокой температурой обычно приходится спрессовывать минеральный изоляционный материал в сростке таким образом, чтобы он был расположен как можно ближе к уровню спрессовывания или находился над уровнем спрессовывания непосредственно в самом изолированном проводнике (кабеле с минеральной изоляцией).Conventional spliced mineral insulated cable designs are usually not suitable for voltages above 1000 V, more than 1500 V or more than 2000 V and cannot function for a long time without failures at elevated temperatures, for example, above 650 ° C (about 1200 ° F), above 700 ° C (approximately 1290 ° F) or above 800 ° C (approximately 1470 ° F). For such applications with high voltage and high temperature, it is usually necessary to compress the mineral insulating material in the splicing so that it is located as close as possible to the level of compression or is above the level of compression directly in the insulated conductor (cable with mineral insulation).

Относительно большой наружный диаметр и большая длина кабелей с минеральной изоляцией для некоторых областей применения требуют, чтобы сращивание кабелей осуществлялось при горизонтальном положении кабелей. Существуют сростки для других областей применения кабелей с минеральной изоляцией, которые были уложены горизонтально. Подобная технология обычно предусматривает проделывание небольшого отверстия, через которое минеральная изоляция (например, порошковый оксид магния) заполняется в сросток и слегка спрессовывается за счет вибрации или утрамбовывания. Подобные способы не обеспечивают достаточного спрессовывания минеральной изоляции, либо даже, в отдельных случаях, вообще не обеспечивают никакого спрессовывания минеральной изоляции и поэтому не подходят для осуществления сращиваний при использовании в условиях высоких напряжений, необходимых для подобных подземных областей применения.The relatively large outer diameter and long mineral-insulated cable lengths for some applications require that the cable splices be carried out with the cables horizontal. There are splices for other mineral insulated cable applications that have been laid horizontally. A similar technique usually involves making a small hole through which mineral insulation (for example, powdered magnesium oxide) is filled into a splicer and slightly compressed by vibration or ramming. Such methods do not provide sufficient compression of the mineral insulation, or even, in some cases, do not provide any compression of the mineral insulation and therefore are not suitable for splicing when used under high stress conditions required for such underground applications.

Поэтому существует потребность в сростках для изолированных проводников, которые, несмотря на их простоту, могут функционировать при высоких напряжениях и температурах в подземных условиях в течение длительного времени, без поломок. Кроме этого, для предотвращения поломки сростка при весовой нагрузке и температурах, которым могут подвергаться кабели под землей, сростки должны обладать высокой прочностью на изгиб и прочностью на растяжение. Также можно использовать технологии и способы для снижения интенсивности электрического поля в сростках таким образом, чтобы уменьшить токи потерь в сростках и увеличить интервал между рабочим напряжением и электрическим пробоем. Снижение интенсивности электрического поля позволяет увеличить напряжение и рабочий диапазон температур для сростков.Therefore, there is a need for splices for insulated conductors, which, despite their simplicity, can function at high voltages and temperatures in underground conditions for a long time, without breakage. In addition, to prevent breakage of the splice under the weight load and temperatures to which cables can be exposed underground, the splice must have high bending strength and tensile strength. You can also use technologies and methods to reduce the intensity of the electric field in the splices in such a way as to reduce the loss currents in the splices and to increase the interval between the operating voltage and electrical breakdown. Reducing the intensity of the electric field allows you to increase the voltage and the operating temperature range for splices.

На фиг.5 изображен вид сбоку, в сечении одного из вариантов осуществления фитинга для соединения изолированных проводников. Фитинг 250 является сростком или соединительной муфтой для соединения изолированных проводников 212А, 212В. По некоторым вариантам осуществления фитинг 250 включает в себя втулку 252 и кожух 254А, 254В. Кожухи 254А, 254В могут быть кожухами сростков, кожухами соединительных муфт или кожухами соединителей. Втулка 252 и кожухи 254А, 254В могут быть изготовлены из механически прочного, электропроводного материала, такого как, включая, но не ограничиваясь, нержавеющая сталь. Втулка 252 и кожухи 254А, 254В могут иметь цилиндрическую или многоугольную форму. Втулка 252 и кожухи 254А, 254В могут иметь закругленные края, суживающиеся переходы диаметра, другие признаки или комбинации из них, позволяющие снизить интенсивность электрического поля в фитинге 250.Figure 5 shows a side view in cross section of one embodiment of a fitting for connecting insulated conductors. The fitting 250 is a splice or connector for connecting insulated conductors 212A, 212B. In some embodiments, fitting 250 includes a sleeve 252 and a housing 254A, 254B. The housings 254A, 254B may be splicing housings, couplings housings, or connector housings. The sleeve 252 and the casings 254A, 254B may be made of mechanically durable, electrically conductive material, such as, but not limited to, stainless steel. The sleeve 252 and the casings 254A, 254B may have a cylindrical or polygonal shape. The sleeve 252 and the casings 254A, 254B may have rounded edges, narrowing transitions of the diameter, other signs or combinations of them, allowing to reduce the intensity of the electric field in the fitting 250.

Фитинг 250 может использоваться для соединения (сращивания) изолированного проводника 212А с изолированным проводником 212В при сохранении механической и электрической целостности оболочек (оплеток), изоляции и сердечников (проводников) изолированных проводников. Фитинг 250 может использоваться для соединения создающих тепло изолированных проводников с не создающими тепло изолированными проводниками, для соединения создающих тепло изолированных проводников с другими создающими тепло изолированными проводниками или для соединения не создающих тепло изолированных проводников с другими не создающими тепло изолированными проводниками. По отдельным вариантам осуществления для соединения нескольких создающих тепло и не создающих тепло изолированных проводников и получения длинного изолированного проводника используется более одного фитинга 250.The fitting 250 can be used to connect (spliced) the insulated conductor 212A with the insulated conductor 212B while maintaining the mechanical and electrical integrity of the shells (braids), insulation and cores (conductors) of the insulated conductors. Fitting 250 may be used to connect heat-insulating conductors to non-heat-insulating conductors, to connect heat-insulating conductors to other heat-insulating conductors, or to connect heat-insulating conductors to other non-heat-insulating conductors. In certain embodiments, more than one fitting 250 is used to couple multiple heat generating and non heat generating insulated conductors and produce a long insulated conductor.

Фитинг 250 может использоваться для соединения изолированных проводников разного диаметра, как это показано на фиг.5. Например, изолированные проводники могут иметь сердечник (проводник) разного диаметра, оболочку (оплетку) разного диаметра или комбинацию из разных диаметров. Фитинг 250 также может использоваться для соединения изолированных проводников разного металлургического состава, с разными типами изоляции или комбинацией этих свойств.Fitting 250 can be used to connect insulated conductors of different diameters, as shown in FIG. 5. For example, insulated conductors may have a core (conductor) of different diameters, a sheath (braid) of different diameters, or a combination of different diameters. Fitting 250 can also be used to connect insulated conductors of different metallurgical composition, with different types of insulation or a combination of these properties.

Как показано на фиг.5, кожух 254А соединен с оболочкой (оплеткой) 218А изолированного проводника 212А, а кожух 254В соединен с оболочкой 218В изолированного проводника 212В. По некоторым вариантам осуществления кожухи 254А, 254 В приварены, припаяны или иным постоянным образом постоянно закреплены к изолированным проводникам 212А, 212В. По отдельным вариантам осуществления кожухи 254А, 254В временно или непостоянно закреплены оболочкам 218А, 218В изолированных проводников 212А, 212В (например, соединены при помощи резьбы или клея). Фитинг 250 может быть центрирован между концевыми участками изолированных проводников 212А, 212В.As shown in FIG. 5, the casing 254A is connected to the sheath (braid) 218A of the insulated conductor 212A, and the casing 254B is connected to the sheath 218B of the insulated conductor 212B. In some embodiments, shrouds 254A, 254B are welded, soldered, or otherwise permanently fixed to insulated conductors 212A, 212B. In certain embodiments, the shrouds 254A, 254B are temporarily or permanently attached to the sheaths 218A, 218B of insulated conductors 212A, 212B (for example, connected by thread or glue). The fitting 250 may be centered between the end portions of the insulated conductors 212A, 212B.

По некоторым вариантам осуществления внутренние объемы втулки 252 и кожухов 254А, 254В, по существу, заполнены электроизоляционным материалом 256. По некоторым вариантам осуществления «по существу заполненный» относится к объему или объемам полностью или почти полностью заполненным электроизоляционным материалом, по существу, без макроскопических пустот в объеме или объемах. Например, термин, по существу заполненный, может относиться к заполнению почти всего объема электроизоляционным материалом, обладающим определенной пористостью из-за микроскопических пустот (например, пористостью до 40%). Электроизоляционный материал может включать в себя оксид магния, тальк, порошки керамических материалов (например, нитрид бора), смесь из оксида магния и другого электроизолятора (например, до 50 весовых процентов нитрида бора), керамический цемент, смеси из порошков керамических материалов с отдельными некерамическими материалами (такими как сульфид вольфрама (WS2)), либо смеси из них. Например, оксид магния может быть смешан с нитридом бора или другим электроизолятором для улучшения текучести электроизоляционного материала, улучшения диэлектрических характеристик электроизоляционного материала или повышения гибкости фитинга. По отдельным вариантам осуществления электроизоляционный материал 256 является материалом, аналогичным электроизоляции, используемой внутри по меньшей мере одного из изолированных проводников 212А, 212В. Электроизоляционный материал 256 может иметь, по существу, такие же диэлектрические характеристики, что и электроизоляция, используемая внутри по меньшей мере одного из изолированных проводников 212А, 212В.In some embodiments, the internal volumes of the sleeve 252 and the housings 254A, 254B are substantially filled with electrical insulating material 256. In some embodiments, “substantially filled” refers to a volume or volumes of fully or almost completely filled electrical insulating material, essentially without macroscopic voids in volume or volumes. For example, a term that is substantially filled may refer to filling almost the entire volume with an insulating material having a certain porosity due to microscopic voids (e.g., porosity up to 40%). The insulating material may include magnesium oxide, talc, powders of ceramic materials (for example, boron nitride), a mixture of magnesium oxide and other electrical insulators (for example, up to 50 weight percent boron nitride), ceramic cement, mixtures of powders of ceramic materials with individual non-ceramic materials (such as tungsten sulfide (WS2)), or mixtures thereof. For example, magnesium oxide can be mixed with boron nitride or another electrical insulator to improve the fluidity of the electrical insulation material, improve the dielectric characteristics of the electrical insulation material, or increase the flexibility of the fitting. In certain embodiments, the insulating material 256 is a material similar to the electrical insulation used inside at least one of the insulated conductors 212A, 212B. The insulating material 256 may have substantially the same dielectric characteristics as the electrical insulation used inside at least one of the insulated conductors 212A, 212B.

По некоторым вариантам осуществления первая втулка 252 и кожухи 254А, 254В выполнены таким образом, что они (например, соединены или при изготовлении) помещены или погружены в электроизоляционный материал 256. Помещение втулки 252 и кожухов 254А, 254В в электроизоляционный материал 256 предотвращает образование открытого пространства во внутреннем объеме частей. У втулки 252 и кожухов 254А, 254В имеются открытые торцы для прохода через них изолированных проводников 212А, 212В. Диаметр подобных открытых торцов несколько больше внешнего диаметра оболочки изолированных проводников.In some embodiments, the first sleeve 252 and the casings 254A, 254B are configured such that they (for example, are connected or in manufacture) are placed or immersed in the electrical insulation material 256. The placement of the sleeve 252 and the casings 254A, 254B in the electrical insulation material 256 prevents the formation of open space in the internal volume of the parts. The sleeve 252 and the casings 254A, 254B have open ends for passage through them of insulated conductors 212A, 212B. The diameter of such open ends is slightly larger than the outer diameter of the shell of insulated conductors.

По некоторым вариантам осуществления сердечники 214А, 214В изолированных проводников 212А, 212В соединены между собой в муфте 258. Оболочки и изоляция изолированных проводников 212А, 212В могут быть разрезаны или сняты для оголения сердечников 214А, 214В на необходимую длину перед соединением сердечников. Муфта 258 может находиться в электроизоляционном материале 256, внутри втулки 252.In some embodiments, the cores 214A, 214B of the insulated conductors 212A, 212B are interconnected in the sleeve 258. The shells and insulation of the insulated conductors 212A, 212B can be cut or stripped to expose the cores 214A, 214B to the required length before connecting the cores. The coupling 258 may be located in the insulating material 256, inside the sleeve 252.

Муфта 258 может соединять сердечники 214А, 214В между собой, например, за счет спрессовывания, обжима, пайки, сварки или других технологий, известных из уровня техники. По отдельным вариантам осуществления сердечник 214А изготовлен из материала, отличающегося от материала сердечника 214В. Например, сердечник 214А может быть из меди, тогда как сердечник 214В может быть из нержавеющей стали, углеродной стали или сплава 180. В подобных вариантах осуществления для соединения сердечников между собой могут использоваться специальные способы сварки. Например, предел прочности на разрыв и/или предел текучести сердечников должны быть максимально сближены для того, чтобы соединение между сердечниками не разрушалось с течением времени или по мере использования.The coupling 258 can connect the cores 214A, 214B to each other, for example, by pressing, crimping, soldering, welding or other technologies known from the prior art. In certain embodiments, core 214A is made from a material different from core material 214B. For example, core 214A may be copper, while core 214B may be stainless steel, carbon steel, or alloy 180. In such embodiments, special welding methods may be used to connect the cores to each other. For example, the tensile strength and / or yield strength of the cores should be as close as possible so that the joint between the cores does not break down over time or as it is used.

По отдельным вариантам осуществления медный сердечник может быть упрочен перед соединением с сердечником из углеродной стали или сплава 180. По отдельным вариантам осуществления сердечники соединяются при помощи непрерывной сварки с использованием присадочного материала (например, присадочного металла) между сердечниками из разных материалов. Например, в качестве присадочного материала могут использоваться никелевые сплавы Monel® (фирмы Special Metals Corporation, г.Нью Хартфорд, штат Нью-Йорк, США). По отдельным вариантам осуществления перед процессом сварки медные сердечники намазываются (расплавляются и смешиваются) присадочным материалом.In certain embodiments, the copper core may be hardened before being connected to a carbon steel or alloy core 180. In certain embodiments, the cores are continuously welded using filler material (eg, filler metal) between the cores of different materials. For example, Monel® nickel alloys (Special Metals Corporation, New Hartford, NY, USA) can be used as filler materials. In certain embodiments, before the welding process, copper cores are smeared (melted and mixed) with filler material.

По одному из вариантов осуществления изолированные проводники 212А, 212В соединяются при помощи фитинга 250 вначале путем одевания кожуха 254А на оболочку 218А изолированного проводника 212А, а затем одевания кожуха 254В на оболочку 218В изолированного проводника 212В. Кожухи одеваются на оболочки таким образом, чтобы торцы кожуха большого диаметра были обращены в сторону торцов изолированных проводников. Втулка 252 может одеваться на изолированный проводник 212В таким образом, чтобы она примыкала к кожуху 254В. Сердечники 214А, 214В соединяются в муфте 258, образуя прочное электрическое и механическое соединение между сердечниками. Торец кожуха 254А малого диаметра соединяется (например, сваркой) с оболочкой 218А изолированного проводника 212А. Втулка 252 и кожух 254В сближаются (перемещаются или выталкиваются) с кожухом 254А, образуя фитинг 250. Внутренний объем фитинга 250 может, по существу, заполняться электроизоляционным материалом в момент сближения втулки и кожухов. Общий внутренний объем втулки и кожухов уменьшается таким образом, чтобы электроизоляционный материал, по существу, полностью заполняющий весь внутренний объем, спрессовывался. Втулка 252 соединяется с кожухом 254В, а кожух 254В соединяется с оболочкой 218 В изолированного проводника 212В. В случае необходимости дальнейшего спрессовывания объем втулки 252 может быть дополнительно уменьшен.In one embodiment, the insulated conductors 212A, 212B are connected using the fitting 250 first by putting the jacket 254A on the sheath 218A of the insulated conductor 212A, and then putting the jacket 254B on the sheath 218B of the insulated conductor 212B. The casings are worn on the shells so that the ends of the large diameter casing are facing the ends of the insulated conductors. The sleeve 252 can be worn on an insulated conductor 212B so that it adjoins the casing 254B. The cores 214A, 214B are connected in the coupling 258, forming a strong electrical and mechanical connection between the cores. The end face of the casing 254A of small diameter is connected (for example, by welding) with the shell 218A of the insulated conductor 212A. The sleeve 252 and the casing 254B are brought closer (moved or pushed) to the casing 254A, forming a fitting 250. The internal volume of the fitting 250 can essentially be filled with electrical insulating material at the moment of approaching the sleeve and the casings. The total internal volume of the sleeve and the casings is reduced so that the insulating material, essentially completely filling the entire internal volume, is compressed. The sleeve 252 is connected to the casing 254B, and the casing 254B is connected to the shell 218 V of the insulated conductor 212B. If necessary, further pressing the volume of the sleeve 252 can be further reduced.

По некоторым вариантам осуществления внутренние объемы кожухов 254А, 254В, заполненных электроизоляционным материалом 256, имеют конусную форму. Диаметры внутренних объемов кожухов 254А, 254В могут сходить на конус от меньшего диаметра, рядом или вблизи торцов кожухов, соединенных с изолированными проводниками 212А, 212В, к большему диаметру, рядом или вблизи торцов кожухов, расположенных внутри втулки 252 (торцы кожухов обращены в сторону друг друга, либо торцы кожухов обращены в сторону торцов изолированных проводников). Конусные формы внутреннего объема позволяют уменьшить интенсивность электрического поля в фитинге 250. Уменьшение интенсивности электрического поля в фитинге 250 позволяет уменьшить токи утечки в фитинге при повышенных рабочих напряжениях и температурах, а также увеличить резервный запас до электрического пробоя. Так снижение интенсивности электрического поля в фитинге 250 позволяет увеличить диапазон рабочих напряжений и температур у фитинга.In some embodiments, the internal volumes of the casings 254A, 254B filled with electrical insulating material 256 are conical in shape. The diameters of the internal volumes of the casings 254A, 254B can cone from a smaller diameter, near or near the ends of the casings connected to insulated conductors 212A, 212B, to a larger diameter, near or near the ends of the casings located inside the sleeve 252 (the ends of the casings are turned to each other friend, or the ends of the casing facing the ends of the insulated conductors). The conical shapes of the internal volume can reduce the intensity of the electric field in the fitting 250. A decrease in the intensity of the electric field in the fitting 250 can reduce leakage currents in the fitting at elevated operating voltages and temperatures, as well as increase the reserve stock before electrical breakdown. So reducing the intensity of the electric field in fitting 250 allows you to increase the range of operating voltages and temperatures at the fitting.

По отдельным вариантам осуществления изоляция изолированных проводников 212А, 212В сходит на конус от оболочек 218А, 218В к сердечникам 214А, 214В в направлении центра фитинга 250 в том случае, если электроизоляционный материал 256 является более слабым диэлектриком, чем изоляция в изолированных проводниках. По отдельным вариантам осуществления изоляция изолированных проводников 212А, 212В сходит на конус от оболочек 218А, 218В к сердечникам 214А, 214В в направлении изолированных проводников в том случае, если электроизоляционный материал 256 является более сильным диэлектриком, чем изоляция в изолированных проводниках. Конусность изоляции в изолированных проводниках снижает интенсивность электрического поля у границы между изоляцией изолированных проводников и электроизоляционным материалом внутри фитинга.In certain embodiments, the insulation of the insulated conductors 212A, 212B converges to a cone from the sheaths 218A, 218B to the cores 214A, 214B in the direction of the center of the fitting 250 if the insulating material 256 is a weaker dielectric than the insulation in insulated conductors. In certain embodiments, the insulation of the insulated conductors 212A, 212B converges to a cone from the shells 218A, 218B to the cores 214A, 214B in the direction of the insulated conductors if the insulating material 256 is a stronger dielectric than insulation in insulated conductors. The taper of insulation in insulated conductors reduces the intensity of the electric field at the boundary between the insulation of insulated conductors and the insulating material inside the fitting.

На фиг.6 изображен инструмент, который может использоваться для отрезания участков внутренних частей изолированных проводников 212А, 212В (например, электрической изоляции внутри оболочки изолированного проводника). Режущий инструмент 260 может включать в себя режущие зубья 262 и приводную трубку 264. Приводная трубка может быть соединена с корпусом режущего инструмента 260, например, при помощи сварки или пайки. По некоторым вариантам осуществления для отрезания электроизоляции от внутренней части оболочки режущий инструмент не требуется.Figure 6 shows a tool that can be used to cut sections of the internal parts of insulated conductors 212A, 212B (for example, electrical insulation inside the shell of an insulated conductor). The cutting tool 260 may include cutting teeth 262 and a drive tube 264. The drive tube may be connected to the housing of the cutting tool 260, for example, by welding or soldering. In some embodiments, a cutting tool is not required to cut off the electrical insulation from the interior of the sheath.

Втулка 252 и кожухи 254А, 254В могут быть соединены между собой при помощи любых средств, известных из уровня техники, таких как пайка, сварка или обжим. По отдельным вариантам осуществления, как показано на фиг.7, на втулке 252 и на кожухах 254А, 254В имеется резьба, которая зацепляется, соединяя детали между собой.The sleeve 252 and the housings 254A, 254B can be interconnected by any means known from the prior art, such as soldering, welding or crimping. In certain embodiments, as shown in FIG. 7, there is a thread on the sleeve 252 and on the housings 254A, 254B that engages to connect the parts together.

Как показано на фиг.5 и 7, по некоторым вариантам осуществления электроизоляционный материал 256 спрессовывается во время процесса монтажа. Усилие для прижатия кожухов 254А, 254В в направлении друг друга может прикладывать к электроизоляционному материалу 256 давление, например, по меньшей мере от 172,4 МПа до 379,2 МПа для обеспечения достаточного спрессовывания изоляционного материала. Конусная форма внутренних объемов кожухов 254А, 254 В и компоновка электроизоляционного материала 256 позволяют усилить спрессовывание электроизоляционного материала во время процесса монтажа до такой степени, чтобы диэлектрические характеристики электроизоляционного материала были, насколько это практически возможно, сопоставимы с диэлектрическими характеристиками внутри изолированных проводников 212А, 212В. Способы и устройства для упрощения спрессовывания включают в себя, но неограниченны только ими, механические способы (как это показано на фиг.10), пневматические, гидравлические (как это показано на фиг.11 и 12), штамповку или комбинацию из них.As shown in FIGS. 5 and 7, in some embodiments, the insulating material 256 is compressed during the installation process. The force for pressing the housings 254A, 254B in the direction of each other can apply pressure to the insulating material 256, for example, at least from 172.4 MPa to 379.2 MPa to ensure sufficient compression of the insulating material. The conical shape of the internal volumes of the casings 254A, 254V and the layout of the insulating material 256 can enhance the compression of the insulating material during the installation process to such an extent that the dielectric characteristics of the insulating material are, as far as possible, comparable with the dielectric characteristics inside the insulated conductors 212A, 212B. Methods and devices for simplifying compression include, but are not limited to, mechanical methods (as shown in FIG. 10), pneumatic, hydraulic (as shown in FIGS. 11 and 12), stamping, or a combination thereof.

Перемещение деталей друг к другу с усилием и конусная форма внутреннего объема кожухов позволяют спрессовывать электроизоляционный материал 256 как в осевом, так и в радиальном направлении. Осевое и радиальное спрессовывание электроизоляционного материала 256 обеспечивает более равномерное спрессовывание электроизоляционного материала. По отдельным вариантам осуществления для уплотнения электроизоляционного материала также могут использоваться вибрация и/или трамбование электроизоляционного материала 256. Вибрация (и/или трамбование) могут использоваться одновременно с приложением усилия для сближения кожухов 254А, 254В друг с другом, либо вибрация (и/или трамбование) могут чередоваться с приложением подобного усилия. Вибрация и/или трамбование позволяют уменьшить расстояние между частицами электроизоляционного материала 256.Moving the parts to each other with force and the conical shape of the inner volume of the shells allow compressing the insulating material 256 in both axial and radial directions. Axial and radial compression of the insulating material 256 provides a more uniform pressing of the insulating material. In certain embodiments, vibration and / or compaction of the insulating material 256 may also be used to seal the insulating material. Vibration (and / or ramming) can be used simultaneously with the application of force to bring the housings 254A, 254B closer together, or vibration (and / or ramming) ) may alternate with the application of such an effort. Vibration and / or ramming can reduce the distance between particles of insulating material 256.

По варианту осуществления, изображенному на фиг.7, электроизоляционный материал 256 внутри кожухов 254А, 254В спрессовывается механически за счет затягивания гаек 266 к обжимным кольцам 268, соединенным с оболочками 218А, 218В. Механический способ позволяет спрессовывать внутренние объемы кожухов 254А, 254В за счет конусной формы внутреннего объема. Обжимные кольца 268 могут быть медными или изготовленными из другого мягкого металла. Гайки 266 могут быть гайками из нержавеющей стали или гайками из другого твердого металла, способными перемещаться по оболочкам 218А, 218В. Гайки 266 могут зацепляться с резьбой на кожухах 254А, 254В для сопряжения с кожухами. По мере того как гайки 266 перемещаются по резьбе на кожухах 254А, 254В, гайки 266 и обжимные кольца 268 сжимают внутренний объем кожухов. По отдельным вариантам осуществления гайки 266 и обжимные кольца 268 могут использоваться для перемещения кожухов 254А, 254 В по втулке 252 (за счет резьбового соединения между деталями) и спрессовывания внутреннего объема втулки.In the embodiment shown in FIG. 7, the insulating material 256 inside the housings 254A, 254B is mechanically compressed by tightening the nuts 266 to the crimp rings 268 connected to the sheaths 218A, 218B. The mechanical method allows to compress the internal volumes of the casings 254A, 254B due to the conical shape of the internal volume. Crimp rings 268 may be copper or made of another soft metal. Nuts 266 may be stainless steel nuts or nuts of another hard metal capable of moving through shells 218A, 218B. Nuts 266 may engage with threads on housings 254A, 254B to interface with housings. As the nuts 266 are threaded on the housings 254A, 254B, the nuts 266 and compression rings 268 compress the internal volume of the housings. In certain embodiments, nuts 266 and crimp rings 268 can be used to move housings 254A, 254V through sleeve 252 (due to a threaded connection between parts) and compress the internal volume of the sleeve.

По отдельным вариантам осуществления кожухи 254А, 254В и втулка 252 соединяются между собой при помощи резьбового соединения, прежде чем гайка и обжимное кольцо опустятся вниз на вторую часть. По мере сжимания внутреннего объема внутри кожухов 254А, 254В внутренний объем внутри втулки 252 также может сжиматься. По отдельным вариантам осуществления, гайки 266 и обжимные кольца 268 могут использоваться для соединения кожухов 254А, 254В с изолированными проводниками 212А, 212В.In certain embodiments, the housings 254A, 254B and the sleeve 252 are connected to each other by a threaded connection before the nut and crimp ring are lowered down to the second part. As the internal volume is compressed inside the housings 254A, 254B, the internal volume inside the sleeve 252 can also be compressed. In certain embodiments, nuts 266 and crimp rings 268 can be used to connect enclosures 254A, 254B to insulated conductors 212A, 212B.

По некоторым вариантам осуществления несколько изолированных проводников сращиваются вместе в концевом фитинге. Например, три изолированных проводника могут сращиваться вместе в концевом фитинге для электрического соединения изолированных проводников в 3-фазную компоновку в виде звезды. На фиг.8А показан вид сбоку, в сечении одного из вариантов осуществления резьбового фитинга 270 для соединения трех изолированных проводников 212А, 212В, 212С. На фиг.8 В показан вид сбоку, в сечении одного из вариантов осуществления сварного фитинга 270 для соединения трех изолированных проводников 212А, 212В, 212С. Как показано на фиг.8А и 8 В, изолированные проводники 212А, 212В, 212С могут соединяться с фитингом 270 при помощи концевой крышки 272. Концевая крышка 272 может включать в себя три ослабляющих натяжение фитинга 274, через которые проходят изолированные проводники 212А, 212В, 212С.In some embodiments, several insulated conductors are spliced together in an end fitting. For example, three insulated conductors can be spliced together in an end fitting to electrically connect insulated conductors into a 3-phase star configuration. On figa shows a side view in cross section of one embodiment of a threaded fitting 270 for connecting three insulated conductors 212A, 212B, 212C. On Fig shows a side view in cross section of one embodiment of a welded fitting 270 for connecting three insulated conductors 212A, 212B, 212C. As shown in FIGS. 8A and 8B, insulated conductors 212A, 212B, 212C may be connected to fitting 270 via end cap 272. End cap 272 may include three strain relief fittings 274 through which insulated conductors 212A, 212B pass, 212C.

Сердечники 214А, 214В, 214С изолированных проводников могут быть соединены в муфте 258. Муфта 258 может быть, например, местом пайки (например, серебряной пайки или медной пайки), сварным соединением или обжимным соединением. Соединение сердечников 214А, 214В, 214С в муфте 258 позволяет электрически связать три изолированных проводника для использования в 3-фазной компоновке в виде звезды.The insulated conductor cores 214A, 214B, 214C may be connected in a sleeve 258. The sleeve 258 may be, for example, a solder point (eg, silver or copper brazing), a weld or crimp. The connection of the cores 214A, 214B, 214C in the coupling 258 allows three insulated conductors to be electrically connected for use in a 3-phase star configuration.

Как показано на фиг.8А, концевая крышка 272 может быть соединена с основным корпусом 276 фитинга 270 при помощи резьбы. Резьбовое соединение концевой крышки 272 и основного корпуса 276 позволяет концевой крышке спрессовывать электроизоляционный материал 256 внутри основного корпуса. У торца основного корпуса 276, оппозитно концевой крышке 272, находится крышка 278. Крышка 278 также может крепиться к основному корпусу 276 при помощи резьбы. По некоторым вариантам осуществления спрессовывание электроизоляционного материала 256 в фитинге 270 усиливается путем затягивания крышки 278 к основному корпусу 276, за счет обжатия основного корпуса после крепления крышки или за счет комбинации из данных способов.As shown in FIG. 8A, the end cap 272 may be connected to the main body 276 of the fitting 270 by thread. The threaded connection of the end cap 272 and the main body 276 allows the end cap to compress the insulating material 256 inside the main body. At the end of the main body 276, opposite the end cap 272, there is a cover 278. The cover 278 can also be attached to the main body 276 by thread. In some embodiments, the compression of the insulating material 256 in the fitting 270 is enhanced by tightening the cover 278 to the main body 276, by crimping the main body after attaching the cover, or by a combination of these methods.

Как показано на фиг.8В, концевая крышка 272 может быть соединена с основным корпусом 276 фитинга 270 при помощи сварки, пайки или обжима. Концевая крышка 272 может вталкиваться или запрессовываться в основной корпус 276 для спрессовывания электроизоляционного материала 256 внутри основного корпуса. Крышка 278 также может крепиться к основному корпусу 276 при помощи сварки, пайки или обжима. Крышка 278 может вталкиваться или запрессовываться в основной корпус 276 для спрессовывания электроизоляционного материала 256 внутри основного корпуса. Обжимание основного корпуса после крепления крышки может дополнительно усиливать спрессовывание электроизоляционного материала 256 в фитинге 270.As shown in FIG. 8B, the end cap 272 may be connected to the main body 276 of the fitting 270 by welding, soldering, or crimping. The end cap 272 can be pushed or pressed into the main body 276 to compress the insulating material 256 inside the main body. Cover 278 can also be attached to main body 276 by welding, soldering, or crimping. The cover 278 may be pushed or pressed into the main body 276 to compress the insulating material 256 inside the main body. Compression of the main body after attaching the cover may further enhance the compression of the insulating material 256 in the fitting 270.

По отдельным вариантам осуществления, показанным на фиг.8А и 8В, отверстия или проемы в крышке 278 закрыты заглушками 280. Например, заглушки могут крепиться к отверстию в крышке 278 резьбой, сваркой или пайкой. Отверстия в крышке 278 позволяют помещать электроизоляционный материал 256 внутрь фитинга 270 после того как крышка 278 и концевая крышка 272 соединены с основным корпусом 276. Отверстия в крышке 278 могут быть заглушены или закрыты после помещения электроизоляционного материала 256 внутрь фитинга 270. По отдельным вариантам осуществления отверстия расположены в основном корпусе 276 фитинга 270. Отверстия в основном корпусе 276 могут быть закрыты заглушками 280 или другими заглушками.In the individual embodiments shown in FIGS. 8A and 8B, the openings or openings in the cover 278 are closed with plugs 280. For example, the plugs may be threaded, welded or soldered to the hole in the cover 278. The holes in the cover 278 allow the insulating material 256 to be placed inside the fitting 270 after the cover 278 and the end cover 272 are connected to the main body 276. The holes in the cover 278 can be plugged or closed after the insulating material 256 is placed inside the fitting 270. In some embodiments, the openings located in the main body 276 of the fitting 270. The holes in the main body 276 can be closed with plugs 280 or other plugs.

По отдельным вариантам осуществления крышка 278 включает в себя одну или несколько шпилек. По отдельным вариантам осуществления шпильки являются шпильками или частью заглушек 280. Шпильки могут зацепляться с моментным инструментом, который поворачивает и затягивает крышку 278 на основном корпусе 276. Пример моментного инструмента 282, который может зацепляться со шпильками, изображен на фиг.9. У моментного инструмента 282 может быть внутренний диаметр, который, по существу, соответствует наружному диаметру крышки 278 (по фиг.8А). Как показано на фиг.9, у моментного инструмента 282 могут быть пазы или иные углубления, форма которых позволяет им зацепляться со шпильками на крышке 278. Моментный инструмент 282 может включать в себя углубление 284. Углубление 284 может быть квадратным приводным углублением или углублением иной формы, позволяющим использовать (поворачивать) моментный инструмент.In certain embodiments, cap 278 includes one or more studs. In individual embodiments, the studs are studs or part of plugs 280. The studs can engage with a torque tool that rotates and tightens the cover 278 on the main body 276. An example of a torque tool 282 that can mesh with the studs is shown in FIG. 9. The torque tool 282 may have an inner diameter that substantially corresponds to the outer diameter of the cap 278 (as shown in FIG. 8A). As shown in FIG. 9, the torque tool 282 may have grooves or other recesses, the shape of which allows them to engage with studs on the cover 278. The moment tool 282 may include a recess 284. The recess 284 may be a square drive recess or another form of recess allowing you to use (rotate) the torque tool.

На фиг.10 изображен один из вариантов осуществления зажимных устройств 286А,В, которые могут использоваться для механического спрессовывания фитинга 250. Зажимные устройства 286А,В могут иметь такую форму, которая позволяет крепить фитинг 250 по месту на заплечиках кожухов 254А, 254В. Резьбовые штанги 288 могут проходить через отверстия 290 зажимных устройств 286А,В. Гайки 292 с прокладками на каждой из резьбовых штанг 288 могут использоваться для совместного приложения усилия к внешним поверхностям каждого зажимного устройства таким образом, чтобы сжимающие усилия прикладывались к кожухам 254А, 254В фитинга 250. Подобные сжимающие усилия спрессовывают электроизоляционный материал внутри фитинга 250.Figure 10 shows one embodiment of the clamping devices 286A, B that can be used to mechanically compress the fitting 250. The clamping devices 286A, B can be shaped to fit the fitting 250 in place on the shoulders of the housings 254A, 254B. The threaded rods 288 can pass through the holes 290 of the clamping devices 286A, B. Nuts 292 with gaskets on each of the threaded rods 288 can be used to jointly apply forces to the external surfaces of each clamping device so that compressive forces are applied to the casings 254A, 254B of the fitting 250. Such compressive forces compress the electrical insulation material within the fitting 250.

По отдельным вариантам осуществления зажимные устройства 286 используются в гидравлических, пневматических или иных способах спрессовывания. На фиг.11 показано изображение в разобранном виде одного из вариантов осуществления гидравлического пресса 294. На фиг.12 изображен один из вариантов осуществления собранного гидравлического пресса 294. Как показано на фиг.11 и 12, зажимные устройства 286 могут использоваться для крепления фитинга 250 (например, по фиг.5) по месту, вместе с сопряженными с фитингом изолированными проводниками. По меньшей мере одно собранное зажимное устройство (например, зажимное устройство 286А) может быть подвижным для спрессовывания фитинга в осевом направлении. Электропитающее устройство 296 по фиг.11 может использоваться для электропитания пресса 294.In certain embodiments, clamping devices 286 are used in hydraulic, pneumatic, or other compression methods. FIG. 11 shows an exploded view of one embodiment of a hydraulic press 294. FIG. 12 shows one embodiment of an assembled hydraulic press 294. As shown in FIGS. 11 and 12, clamping devices 286 may be used to secure fitting 250 ( for example, in FIG. 5) in situ, together with insulated conductors coupled to the fitting. At least one assembled clamping device (e.g., clamping device 286A) may be movable to compress the fitting axially. The power supply device 296 of FIG. 11 can be used to power the press 294.

На фиг.13 изображен один из вариантов осуществления фитинга 250 и изолированных проводников 212А, 212В, закрепленных в зажимном устройстве 286А и зажимном устройстве 286 В перед спрессовыванием фитинга и изолированных проводников. Как показано на фиг.13, сердечники изолированных проводников 212А, 212В соединены в муфте 258 вблизи или рядом с центром втулки 252. Втулка 252 скользит по кожуху 254А, который соединен с изолированным проводником 212А. Втулка 252 и кожух 254А закреплены в фиксированном (неподвижном) зажимном устройстве 286 В. Изолированный проводник 212В проходит через кожух 254В и подвижное зажимное устройство 286А. Изолированный проводник 212В может крепиться другим зажимным устройством, зафиксированным относительно зажимного устройства 286В (не показано). Зажимное устройство 286А может перемещаться в направлении зажимного устройства 286 В для соединения кожуха 254В с втулкой 252 и спрессовывания электроизоляционного материала внутри кожуха и втулки. Стыки между изолированным проводником 212А и кожухом 254А, между кожухом 254А и втулкой 252, между втулкой 252 и кожухом 254В, а также между кожухом 254В и изолированным проводником 212В могут соединяться при помощи сварки, пайки или других способов, известных из уровня техники.13 depicts one embodiment of a fitting 250 and insulated conductors 212A, 212B secured to a clamping device 286A and clamping device 286 B before pressing the fitting and insulated conductors. As shown in FIG. 13, the cores of insulated conductors 212A, 212B are connected in a sleeve 258 near or adjacent to the center of the sleeve 252. The sleeve 252 slides along the housing 254A that is connected to the insulated conductor 212A. The sleeve 252 and the casing 254A are fixed in a fixed (fixed) clamping device 286 V. The insulated conductor 212B passes through the casing 254B and the movable clamping device 286A. Insulated conductor 212B may be secured with another clamping device fixed relative to clamping device 286B (not shown). The clamping device 286A can be moved toward the clamping device 286 V to connect the housing 254B to the sleeve 252 and to compress the insulating material inside the housing and the sleeve. The joints between the insulated conductor 212A and the casing 254A, between the casing 254A and the sleeve 252, between the bushing 252 and the casing 254B, and also between the casing 254B and the insulated conductor 212B can be connected by welding, soldering or other methods known from the prior art.

На фиг.14 изображен вид сбоку одного из вариантов осуществления фитинга 298 для соединения изолированных проводников. Фитинг 298 может быть цилиндром или втулкой, имеющей достаточный зазор между внутренним диаметром втулки и наружными диаметрами изолированных проводников 212А, 212В таким образом, чтобы втулка могла одеваться на концы изолированных проводников. Сердечники изолированных проводников 212А, 212В могут соединяться внутри фитинга 298. Оболочки и изоляция изолированных проводников 212А, 212В могут обрезаться или сниматься для оголения сердечников на достаточную длину перед соединением сердечников. Фитинг 298 может центрироваться между концевыми участками изолированных проводников 212А, 212В.FIG. 14 is a side view of one embodiment of a fitting 298 for connecting insulated conductors. The fitting 298 may be a cylinder or a sleeve having a sufficient clearance between the inner diameter of the sleeve and the outer diameters of the insulated conductors 212A, 212B so that the sleeve can be worn on the ends of the insulated conductors. The cores of insulated conductors 212A, 212B can be connected inside the fitting 298. The shells and insulation of insulated conductors 212A, 212B can be cut or stripped to expose the cores to a sufficient length before connecting the cores. The fitting 298 may be centered between the end portions of the insulated conductors 212A, 212B.

Фитинг 298 может использоваться для соединения изолированного проводника 212А с изолированным проводником 212В при сохранении механической и электрической целостности оболочек, изоляции и сердечников изолированных проводников. Фитинг 298 может использоваться для соединения создающих тепло изолированных проводников с не создающими тепло изолированными проводниками, для соединения создающих тепло изолированных проводников с другими создающими тепло изолированными проводниками или для соединения не создающих тепло изолированных проводников с другими, не создающими тепло изолированными проводниками. По отдельным вариантам осуществления для соединения нескольких создающих тепло и не создающих тепло изолированных проводников и получения длинного изолированного проводника используется более одного фитинга 298.Fitting 298 can be used to connect the insulated conductor 212A to the insulated conductor 212B while maintaining the mechanical and electrical integrity of the shells, insulation, and cores of insulated conductors. Fitting 298 can be used to connect heat-insulated conductors to non-heat-insulated conductors, to connect heat-insulated conductors to other heat-insulated conductors, or to connect non-heat-insulated conductors to other non-heat-insulated conductors. In certain embodiments, more than one fitting 298 is used to couple multiple heat generating and non heat generating insulated conductors and produce a long insulated conductor.

Фитинг 298 может использоваться для соединения изолированных проводников разного диаметра. Например, изолированные проводники могут иметь сердечники разного диаметра, оболочки разного диаметра или комбинацию элементов разного диаметра. Фитинг 298 также может использоваться для соединения изолированных проводников с разным металлургическим составов, разными типами изоляции или комбинацией этих свойств.Fitting 298 can be used to connect insulated conductors of different diameters. For example, insulated conductors may have cores of different diameters, shells of different diameters, or a combination of elements of different diameters. Fitting 298 can also be used to connect insulated conductors with different metallurgical compositions, different types of insulation, or a combination of these properties.

По некоторым вариантам осуществления у фитинга 298 имеется по меньшей мере один скошенный под углом торец. Например, торцы фитинга 298 могут быть скошены под углом относительно продольной оси фитинга. Величина угла, например, может составлять примерно 45° или находиться в диапазоне от 30° до 60°. Таким образом, торцы фитинга 298 могут иметь, по существу, эллиптическое сечение. По существу эллиптическое сечение торцов фитинга 298 обеспечивает увеличенную площадь для сварки или пайки фитинга с изолированными проводниками 212А, 212В. Увеличенная площадь соединения увеличивает прочность сращенных изолированных проводников. В варианте осуществления по фиг.14 скошенные под углом торцы фитинга 298 придают фитингу, по существу, форму параллелограмма.In some embodiments, fitting 298 has at least one angled bevel end. For example, the ends of fitting 298 may be chamfered at an angle relative to the longitudinal axis of the fitting. The angle, for example, can be about 45 ° or range from 30 ° to 60 °. Thus, the ends of fitting 298 can have a substantially elliptical cross section. The substantially elliptical cross-section of the ends of the fitting 298 provides an increased area for welding or soldering the fitting with insulated conductors 212A, 212B. The increased connection area increases the strength of the spliced insulated conductors. In the embodiment of FIG. 14, the oblique ends of the fitting 298 give the fitting a substantially parallelogram shape.

Скошенные под углом торцы фитинга 298 обеспечивают фитингу повышенный предел прочности на разрыв и повышенный предел прочности на изгиб по сравнению с фитингом, имеющим прямые торцы, за счет распределения нагрузки вдоль фитинга. Фитинг 298 может быть ориентирован таким образом, чтобы когда изолированные проводники 212А, 212В и фитинг наматываются (например, на койлтюбинговую установку), скошенные под углом торцы выступали в качестве места перехода жесткости с корпуса фитинга на изолированные проводники. Подобное место перехода снижает вероятность того, что изолированные проводники перегнутся или зажмутся на торцах корпуса фитинга.The angled ends of fitting 298 provide the fitting with an increased tensile strength and increased flexural strength compared to a fitting with straight ends due to load distribution along the fitting. The fitting 298 can be oriented so that when the insulated conductors 212A, 212B and the fitting are wound (for example, on a coiled tubing installation), the angled beveled ends act as the point of transfer of stiffness from the fitting body to insulated conductors. Such a transition point reduces the likelihood that the insulated conductors will bend or clamp at the ends of the fitting body.

Как показано на фиг.14, в фитинге 298 имеется отверстие 300. Отверстие 300 позволяет помещать (заполнять) электроизоляционный материал (например, электроизоляционный материал 256 по фиг.5) внутрь фитинга 298. Отверстие 300 может быть пазом или иным продольным отверстием, проходящим вдоль части длины фитинга 298. По некоторым вариантам осуществления отверстие 300 проходит, по существу, по всему зазору между торцами изолированных проводников 212А, 212В внутри фитинга 298. Отверстие 300 позволяет заполнять, по существу, весь объем (площадь) между изолированными проводниками 212А, 212В, а также вокруг любых сварных или сращенных соединений между изолированными проводниками электроизоляционным материалом, без необходимости осевого перемещения изоляционного материала в направлении торцов объема между изолированными проводниками. Ширина отверстия 300 позволяет принудительно нагнетать электроизоляционный материал через отверстие и более плотно упаковывать его внутри фитинга 298, уменьшая тем самым количество пустого пространства внутри фитинга. Электроизоляционный материал может принудительно нагнетаться через паз в объем между изолированными проводниками 212А, 212В, например, при помощи инструмента по размеру паза. Инструмент может принудительно помещаться в паз для спрессовывания изоляционного материала. Затем может добавляться дополнительный изоляционный материал и повторно спрессовываться. По отдельным вариантам осуществления электроизоляционный материал может дополнительно спрессовываться внутри фитинга 298 при помощи вибрации, трамбования или иных способов. Кроме этого, спрессовывание электроизоляционного материала позволяет более равномерно распределять электроизоляционный материал внутри фитинга 298.As shown in FIG. 14, there is a hole 300 in fitting 298. Hole 300 allows electrical insulating material (eg, insulating material 256 of FIG. 5) to be placed (filled) inside fitting 298. Hole 300 may be a groove or other longitudinal hole extending along part of the length of the fitting 298. In some embodiments, the hole 300 extends essentially over the entire gap between the ends of the insulated conductors 212A, 212B within the fitting 298. The hole 300 allows you to fill essentially the entire volume (area) between the insulated conductors 212A, 212B, as well as around any welded or spliced joints between insulated conductors by electrical insulating material, without the need for axial movement of the insulating material in the direction of the ends of the volume between the insulated conductors. The width of the hole 300 allows you to force the insulating material through the hole and pack it more tightly inside the fitting 298, thereby reducing the amount of empty space inside the fitting. The insulating material can be forcedly pumped through the groove into the volume between the insulated conductors 212A, 212B, for example, using a tool the size of the groove. The tool can be forced into the groove for pressing the insulating material. Then additional insulating material may be added and re-pressed. In certain embodiments, the insulating material may be further compressed inside fitting 298 by vibration, ramming, or other methods. In addition, the compression of the insulating material allows a more even distribution of the insulating material within the fitting 298.

После заполнения фитинга электроизоляционным материалом 298, а по отдельным вариантам осуществления спрессовывания электроизоляционного материала, отверстие 300 может быть закрыто. Например, вставка или иное перекрытие могут быть помещены в отверстие и закреплены по месту. На фиг.15 показан вид сбоку одного из вариантов осуществления фитинга 298 с отверстием 300 закрытым вставкой 302. Вставка 302 может быть приварена или припаяна к фитингу 298 для закрытия отверстия 300. По отдельным вариантам осуществления вставка 302 шлифуется или полируется таким образом, чтобы вставка была заподлицо с поверхностью фитинга 298. На фиг.15 также показано, что для крепления фитинга 298 к изолированным проводникам 212А, 212В могут использоваться сварные или паяные швы 304.After filling the fitting with electrical insulating material 298, and in some embodiments of compressing the electrical insulating material, the opening 300 may be closed. For example, an insert or other overlap may be placed in the hole and secured in place. On Fig shows a side view of one embodiment of the fitting 298 with the hole 300 closed insert 302. The insert 302 can be welded or soldered to the fitting 298 to close the hole 300. In some embodiments, the insert 302 is ground or polished so that the insert was flush with the surface of fitting 298. FIG. 15 also shows that welded or soldered seams 304 may be used to secure fitting 298 to insulated conductors 212A, 212B.

После закрытия отверстия 300 фитинг 298 может спрессовываться механически, гидравлически, пневматически или с использованием способов штамповки для дополнительного спрессовывания электроизоляционного материала внутри фитинга. Дополнительное спрессовывание электроизоляционного материала сокращает объем полостей внутри фитинга 298, а также уменьшает токи утечки через фитинг и увеличивает рабочий диапазон фитинга (например, максимальное рабочее напряжение и рабочую температуру фитинга).After closing the opening 300, fitting 298 can be pressed mechanically, hydraulically, pneumatically, or using stamping methods to further compress the electrical insulating material within the fitting. Additional compression of the insulating material reduces the volume of the cavities inside the fitting 298, and also reduces leakage currents through the fitting and increases the working range of the fitting (for example, the maximum operating voltage and operating temperature of the fitting).

По некоторым вариантам осуществления фитинг 298 включает в себя определенные признаки, позволяющие дополнительно уменьшить интенсивность электрического поля внутри фитинга. Например, фитинг 298 или муфта 258 соединения сердечников изолированных проводников внутри фитинга может включать в себя скошенные края, закругленные края или другие сглаженные элементы для уменьшения интенсивности электрического поля. На фиг.16 изображен вариант осуществления фитинга 298 с признаками, позволяющими уменьшить интенсивность электрического поля в муфте 258 соединения изолированных проводников 212А, 212В. Как показано на фиг.16, муфта 258 соединения является сварным соединением со сглаженным или закругленным профилем для уменьшения интенсивности электрического поля внутри фитинга 298. Кроме этого, у фитинга 298 имеется скошенный внутренний объем, позволяющий увеличить объем электроизоляционного материала внутри фитинга. Скошенный и увеличенный объем позволяет уменьшить интенсивность электрического поля внутри фитинга 298.In some embodiments, fitting 298 includes certain features that further reduce the intensity of the electric field within the fitting. For example, a fitting 298 or a core coupling 258 of insulated conductors inside the fitting may include beveled edges, rounded edges, or other smoothed elements to reduce the intensity of the electric field. On Fig depicts an embodiment of the fitting 298 with signs that reduce the intensity of the electric field in the coupling 258 of the connection of insulated conductors 212A, 212B. As shown in FIG. 16, the coupling sleeve 258 is a welded joint with a smooth or rounded profile to reduce the intensity of the electric field inside the fitting 298. In addition, the fitting 298 has a beveled internal volume to increase the volume of electrical insulating material inside the fitting. The beveled and increased volume reduces the electric field intensity inside fitting 298.

По отдельным вариантам осуществления внутри фитинга 298 могут находиться ослабители напряжения электрического поля для уменьшения интенсивности электрического поля. На фиг.17 изображен один из вариантов осуществления ослабителя 306 напряжения электрического поля. Ослабитель 306 может находиться во внутреннем объеме фитинга 298 (по фиг.16). Ослабитель 306 может быть разъемным кольцом или другой разъемной деталью, таким образом, чтобы ослабитель можно было установить вокруг сердечников 214А, 214В изолированных проводников 212А, 212В после их соединения (см. фиг.16).In certain embodiments, attenuators of the electric field voltage may be located within the fitting 298 to reduce the electric field intensity. On Fig shows one of the embodiments of the attenuator 306 voltage of the electric field. The attenuator 306 may be located in the internal volume of the fitting 298 (as shown in FIG. 16). The attenuator 306 may be a detachable ring or other detachable part, so that the attenuator can be installed around the cores 214A, 214B of the insulated conductors 212A, 212B after they are connected (see FIG. 16).

На фиг.18 и 19 показан вид в сечении другого варианта осуществления фитинга 250, используемого для соединения изолированных проводников. На фиг.18 изображен вид в сечении фитинга 250 в тот момент, когда изолированные проводники 212А, 212В заходят в фитинг. На фиг.19 изображен вид в сечении фитинга 250 с проводниками 212А, 212В, соединенными внутри фитинга. По некоторым вариантам осуществления фитинг 250 включает в себя втулку 252 и муфту 258.FIGS. 18 and 19 are a sectional view of another embodiment of a fitting 250 used to connect insulated conductors. FIG. 18 is a sectional view of a fitting 250 at a time when insulated conductors 212A, 212B enter the fitting. 19 is a sectional view of fitting 250 with conductors 212A, 212B connected within the fitting. In some embodiments, fitting 250 includes a sleeve 252 and a sleeve 258.

Фитинг 250 может использоваться для соединения (сращивания) изолированного проводника 212А с изолированным проводником 212 В при сохранении механической и электрической целостности оболочек (оплеток), изоляции и сердечников (проводников) изолированных проводников. Фитинг 250 может использоваться для соединения создающих тепло изолированных проводников с не создающими тепло изолированными проводниками, для соединения создающих тепло изолированных проводников с другими создающими тепло изолированными проводниками или для соединения не создающих тепло изолированных проводников с другими, не создающими тепло изолированными проводниками. По отдельным вариантам осуществления для соединения нескольких создающих тепло и не создающих тепло изолированных проводников и получения длинного изолированного проводника используется более одного фитинга 250.The fitting 250 can be used to connect (spliced) the insulated conductor 212A with the insulated conductor 212 V while maintaining the mechanical and electrical integrity of the shells (braids), insulation and cores (conductors) of the insulated conductors. Fitting 250 may be used to connect heat-insulating conductors to non-heat-insulating conductors, to connect heat-insulating conductors to other heat-insulating conductors, or to connect heat-insulating conductors to other non-heat-insulating conductors. In certain embodiments, more than one fitting 250 is used to couple multiple heat generating and non heat generating insulated conductors and produce a long insulated conductor.

Фитинг 250 может использоваться для соединения изолированных проводников разного диаметра. Например, изолированные проводники могут иметь сердечники (проводники) разного диаметра, оболочки (оплетки) разного диаметра или комбинацию элементов разного диаметра. Фитинг 250 также может использоваться для соединения изолированных проводников с разным металлургическим составом, с разными типами изоляции или комбинацией этих свойств.Fitting 250 can be used to connect insulated conductors of different diameters. For example, insulated conductors may have cores (conductors) of different diameters, shells (braids) of different diameters, or a combination of elements of different diameters. The fitting 250 can also be used to connect insulated conductors with different metallurgical composition, with different types of insulation or a combination of these properties.

Муфта 258 используется для соединения и электрического связывания сердечников 214А, 214В изолированных проводников 212А, 212В внутри фитинга 250. муфта 258 может быть изготовлена из меди или иного подходящего электрического проводника. По некоторым вариантам осуществления сердечники 214А, 214В запрессовываются или вталкиваются в муфту 258. По отдельным вариантам осуществления муфта 258 нагревается для того, чтобы сердечники 214А, 214В, скользя, могли, входить в муфту. По отдельным вариантам осуществления материал сердечника 214А отличается от материала сердечника 214В. Например, сердечник 214А может быть из меди, тогда как сердечник 214 В может быть из нержавеющей стали, углеродной стали или сплава 180. В подобных вариантах осуществления для соединения сердечников между собой могут использоваться специальные способы сварки. Например, предел прочности на разрыв и/или предел текучести сердечников должны быть максимально сближены для того, чтобы соединение между сердечниками не разрушалось с течением времени или по мере использования.The sleeve 258 is used to connect and electrically bond the cores 214A, 214B of the insulated conductors 212A, 212B within the fitting 250. The sleeve 258 may be made of copper or another suitable electrical conductor. In some embodiments, the cores 214A, 214B are pressed in or pushed into the sleeve 258. In some embodiments, the sleeve 258 is heated so that the cores 214A, 214B can slide into the sleeve. In certain embodiments, core material 214A is different from core material 214B. For example, core 214A may be copper, while core 214B may be stainless steel, carbon steel, or alloy 180. In such embodiments, special welding methods may be used to connect the cores to each other. For example, the tensile strength and / or yield strength of the cores should be as close as possible so that the joint between the cores does not break down over time or as it is used.

По отдельным вариантам осуществления муфта 258 включает в себя одну или несколько канавок внутри муфты. Канавки могут препятствовать входу или выходу частиц в муфту после соединения сердечников в муфте. По отдельным вариантам осуществления муфта 258 имеет конусный внутренний диаметр (например, более узкий внутренний диаметр по направлению к центру муфты). Конусный внутренний диаметр может улучшать тугую посадку между муфтой 258 и сердечниками 214А, 214В.In certain embodiments, the sleeve 258 includes one or more grooves within the sleeve. Grooves may prevent particles from entering or leaving the coupling after connecting the cores in the coupling. In certain embodiments, the sleeve 258 has a tapered inner diameter (for example, a narrower inner diameter toward the center of the sleeve). The taper inner diameter can improve a tight fit between the sleeve 258 and the cores 214A, 214B.

По некоторым вариантам осуществления внутри втулки 252 находится электроизоляционный материал 256. По отдельным вариантам осуществления электроизоляционный материал 256 является оксидом магния или смесью из оксида магния и нитрита бора (80 весовых процентов оксида магния и 20 весовых процентов нитрита бора). Электроизоляционный материал 256 может включать в себя оксид магния, тальк, порошки керамических материалов (например, нитрид бора), смесь из оксида магния и другого электроизолятора (например, до 50 весовых процентов нитрида бора), керамический цемент, смеси из порошков керамических материалов с отдельными некерамическими материалами (такими как сульфид вольфрама (WS2)), либо смеси из них. Например, оксид магния может быть смешан с нитридом бора или другим электроизолятором для улучшения текучести электроизоляционного материала, улучшения диэлектрических характеристик электроизоляционного материала или повышения гибкости фитинга. По отдельным вариантам осуществления электроизоляционный материал 256 является материалом, аналогичным электроизоляции, используемой внутри по меньшей мере одного из изолированных проводников 212А, 212В. Электроизоляционный материал 256 может иметь, по существу, такие же диэлектрические характеристики, что и электроизоляция, используемая внутри по меньшей мере одного из изолированных проводников 212А, 212В.In some embodiments, the insulating material 256 is located inside the sleeve 252. In some embodiments, the insulating material 256 is magnesium oxide or a mixture of magnesium oxide and boron nitrite (80 weight percent magnesium oxide and 20 weight percent boron nitrite). Electrical insulation material 256 may include magnesium oxide, talc, powders of ceramic materials (e.g., boron nitride), a mixture of magnesium oxide and other electrical insulators (e.g., up to 50 weight percent boron nitride), ceramic cement, mixtures of powders of ceramic materials with separate non-ceramic materials (such as tungsten sulfide (WS2)), or mixtures thereof. For example, magnesium oxide can be mixed with boron nitride or another electrical insulator to improve the fluidity of the electrical insulation material, improve the dielectric characteristics of the electrical insulation material, or increase the flexibility of the fitting. In certain embodiments, the insulating material 256 is a material similar to the electrical insulation used inside at least one of the insulated conductors 212A, 212B. The insulating material 256 may have substantially the same dielectric characteristics as the electrical insulation used inside at least one of the insulated conductors 212A, 212B.

По некоторым вариантам осуществления внутренний объем втулки 252, по существу, заполнен электроизоляционным материалом 256. По некоторым вариантам осуществления термин «по существу заполненный» относится к объему или объемам полностью или почти полностью заполненным электроизоляционным материалом, по существу, без макроскопических пустот в объеме или объемах. Например, термин, по существу заполненный, может относиться к заполнению почти всего объема электроизоляционным материалом, обладающим определенной пористостью из-за микроскопических пустот (например, пористостью до 40%).In some embodiments, the internal volume of the sleeve 252 is substantially filled with insulating material 256. In some embodiments, the term “substantially filled” refers to a volume or volumes of completely or almost completely filled insulating material, essentially without macroscopic voids in the volume or volumes . For example, a term that is substantially filled may refer to filling almost the entire volume with an insulating material having a certain porosity due to microscopic voids (e.g., porosity up to 40%).

По отдельным вариантам осуществления во втулке 252 имеется одна или несколько канавок 308. Канавки 308 могут препятствовать выходу электроизоляционного материала 256 из втулки 252 (например, канавки задерживают электроизоляционный материал во втулке).In certain embodiments, the sleeve 252 has one or more grooves 308. The grooves 308 may prevent the insulating material 256 from exiting the sleeve 252 (for example, the grooves trap the insulating material in the sleeve).

По некоторым вариантам осуществления у электроизоляционного материала 256 имеются вогнутые концевые участки вблизи или рядом с краями муфты 258, как это показано на фиг.18. Вогнутая форма электроизоляционного материала 256 позволяет усилить соединение с электроизоляторами 216А, 216В изолированных проводников 212А, 212В. По отдельным вариантам осуществления для улучшения соединения с электроизоляционным материалом 256 электроизоляторы 216А, 216В имеют концевые участки выгнутой (или конусной) формы. Концевые участки электроизоляционного материала 256 и электроизоляторов 216А, 216В могут перемешиваться или смешиваться под давлением, прикладываемым во время соединения изолированных проводников. Перемешивание или смешивание изоляционных материалов может усиливать соединение между изолированными проводниками.In some embodiments, the insulating material 256 has concave end portions near or adjacent to the edges of the sleeve 258, as shown in FIG. The concave shape of the insulating material 256 allows you to strengthen the connection with the insulators 216A, 216B of insulated conductors 212A, 212B. In some embodiments, to improve the connection with the insulating material 256, the electrical insulators 216A, 216B have end sections of a curved (or conical) shape. The end portions of the insulating material 256 and the insulators 216A, 216B may be mixed or mixed under pressure applied during the connection of insulated conductors. Stirring or mixing insulating materials can enhance the connection between insulated conductors.

По некоторым вариантам осуществления изолированные проводники 212А, 212В соединяются фитингом 250 за счет совместного перемещения (выталкивания) изолированных проводников к центру фитинга. При перемещении изолированных проводников 212А, 212В сердечники 214А, 214 В совместно перемещаются внутрь места 258 соединения. После совместного перемещения изолированных проводников 212А, 212В в фитинг 250, фитинг и концевые участки изолированных проводников внутри фитинга могут уплотняться или спрессовываться для закрепления изолированных проводников в фитинге и сжимания электроизоляционного материала 256. Для сближения изолированных проводников 212А, 212В и фитинга 250 могут использоваться зажимные устройства или иные аналогичные устройства. По некоторым вариантам осуществления, для обеспечения приемлемого спрессовывания изоляционного материала усилие сжатия электроизоляционного материала 256 составляет, например, по меньшей мере от 172,4 МПа до 379,2 МПа. Спрессовывание электроизоляционного материала 256 во время процесса монтажа позволяет получить диэлектрические характеристики электроизоляционного материала, которые, насколько это практически возможно, сопоставимы с диэлектрическими характеристиками внутри изолированных проводников 212А, 212В. Способы и устройства для усиления спрессовывания включают в себя, но не ограничены только ими, механические, пневматические, гидравлические, обжимные способы или комбинацию из них.In some embodiments, insulated conductors 212A, 212B are connected by fitting 250 by jointly moving (pushing) insulated conductors toward the center of the fitting. When moving the insulated conductors 212A, 212B, the cores 214A, 214B jointly move inside the junction 258. After the insulated conductors 212A, 212B are moved together to the fitting 250, the fitting and the terminal sections of the insulated conductors inside the fitting can be sealed or pressed to fix the insulated conductors in the fitting and compress the insulating material 256. Clamping devices can be used to bring the insulated conductors 212A, 212B and the fitting 250 closer together. or other similar devices. In some embodiments, to provide acceptable compression of the insulating material, the compression force of the insulating material 256 is, for example, at least 172.4 MPa to 379.2 MPa. The compression of the insulating material 256 during the installation process allows to obtain the dielectric characteristics of the insulating material, which, as far as practicable, are comparable with the dielectric characteristics inside the insulated conductors 212A, 212B. Methods and devices for enhancing compression include, but are not limited to, mechanical, pneumatic, hydraulic, crimping methods, or a combination of them.

По отдельным вариантам осуществления концевые участки втулки 252 соединятся (сваркой или пайкой) с оболочками 218А, 218В изолированных проводников 212А, 212В. По отдельным вариантам осуществления для увеличения прочности фитинга поверх фитинга 250 помещается опорная втулка и/или устройства ослабления натяжения.In certain embodiments, the end portions of the sleeve 252 are connected (by welding or soldering) to the sheaths 218A, 218B of the insulated conductors 212A, 212B. In certain embodiments, to increase the strength of the fitting, a support sleeve and / or strain relief device is placed over the fitting 250.

На фиг.20 и 21 показан вид в сечении еще одного, другого варианта осуществления фитинга 250, используемого для соединения изолированных проводников. На фиг.20 изображен вид в сечении фитинга 250 в тот момент, когда изолированные проводники 212А, 212 В входят в фитинг. На фиг.21 изображен вид в сечении фитинга 250 с проводниками 212А, 212В, соединенными внутри фитинга в окончательном положении. Вариант осуществления фитинга 250 по фиг.20 и 21 может быть аналогичен варианту осуществления фитинга 250 по фиг.18 и 19.FIGS. 20 and 21 are a cross-sectional view of yet another embodiment of a fitting 250 used to connect insulated conductors. FIG. 20 is a sectional view of a fitting 250 at a time when insulated conductors 212A, 212B enter the fitting. On Fig shows a view in cross section of the fitting 250 with conductors 212A, 212B connected inside the fitting in the final position. An embodiment of fitting 250 of FIGS. 20 and 21 may be similar to an embodiment of fitting 250 of FIGS. 18 and 19.

По некоторым вариантам осуществления, фитинг 250 по фиг.20 и 21 включает в себя втулку 252 и муфту 258. Муфта 258 используется для соединения и электрического связывания сердечников 214А, 214В изолированных проводников 212А, 212В внутри фитинга 250. Муфта 258 может быть изготовлена из меди или иного подходящего электрического проводника. По отдельным вариантам осуществления муфта 258 используется для соединения сердечников с разным диаметром. Поэтому у муфты 258 могут быть половинки с разным внутренним диаметром, соответствующие диаметрам сердечников.In some embodiments, the fitting 250 of FIGS. 20 and 21 includes a sleeve 252 and a sleeve 258. A sleeve 258 is used to connect and electrically couple the cores 214A, 214B of the insulated conductors 212A, 212B within the fitting 250. The sleeve 258 may be made of copper or other suitable electrical conductor. In certain embodiments, sleeve 258 is used to connect cores of different diameters. Therefore, the coupling 258 may have halves with different inner diameters corresponding to the diameters of the cores.

По некоторым вариантам осуществления сердечники 214А, 214В запрессовываются или вталкиваются в муфту 258 одновременно с вталкиванием изолированных проводников 212А, 212В во втулку 252. По отдельным вариантам осуществления муфта 258 имеет конусный внутренний диаметр (например, более узкий внутренний диаметр в центре места соединения), как это показано на фиг.20. Конусный внутренний диаметр позволяет обеспечить более тугую посадку между муфтой 258 и сердечниками 214А, 214В и увеличить длину сопряжения между сердечниками и муфтой. Увеличение длины сопряжения между муфтой 258 и сердечниками 214А, 214В уменьшает сопротивление между сердечниками и муфтой и предотвращает дуговой пробой при подаче электроэнергии на изолированные проводники 212А, 212В.In some embodiments, the cores 214A, 214B are pressed into or pressed into the sleeve 258 while pushing the insulated conductors 212A, 212B into the sleeve 252. In some embodiments, the sleeve 258 has a tapered inner diameter (for example, a narrower inner diameter at the center of the junction), such as this is shown in FIG. The conical inner diameter allows for a tighter fit between the sleeve 258 and the cores 214A, 214B and increases the length of the interface between the cores and the sleeve. The increase in the length of the interface between the coupling 258 and the cores 214A, 214B reduces the resistance between the cores and the coupling and prevents an arcing breakdown when applying electric power to the insulated conductors 212A, 212B.

По некоторым вариантам осуществления сердечники 214А, 214В совместно выталкиваются в окончательное положение, изображенное на фиг.21 так, что между концами сердечников остается промежуток 309. Промежуток 309 является зазором или пространством между концами сердечников 214А, 214В. По отдельным вариантам осуществления промежуток 309 составляет примерно от 25.4 мкм до примерно 381 мкм или примерно от 50.8 мкм до примерно 127 мкм.In some embodiments, cores 214A, 214B are pushed together to the final position shown in FIG. 21 so that a gap 309 remains between the ends of the cores. The gap 309 is the gap or space between the ends of the cores 214A, 214B. In certain embodiments, the span 309 is from about 25.4 microns to about 381 microns, or from about 50.8 microns to about 127 microns.

За счет наличия промежутка 309 между концами сердечников 214А, 214 В перемещение изолированных проводников 212А, 212В при вталкивании изолированных проводников во втулку 252 ограничено прижиманием электроизоляторов 216А, 216В к электроизоляционному материалу 256, а не стыком между концами сердечников. Поэтому наличие промежутка 309 между концами сердечников 214А, 214В обеспечивает лучшее (более сильное) сжатие электроизоляционного материала 256 и электроизоляторов 216А, 216В внутри втулки 252 в окончательном положении, изображенном на фиг.21. Усиление сжатия электроизоляционного материала 256 и электроизоляторов 216А, 216 В позволяет получить более надежный фитинг 250 с улучшенными электрическими характеристиками.Due to the presence of a gap 309 between the ends of the cores 214A, 214B, the movement of the insulated conductors 212A, 212B when pushing the insulated conductors into the sleeve 252 is limited by pressing the insulators 216A, 216B to the insulating material 256, and not by the junction between the ends of the cores. Therefore, the presence of a gap 309 between the ends of the cores 214A, 214B provides better (stronger) compression of the insulating material 256 and the electrical insulators 216A, 216B inside the sleeve 252 in the final position shown in Fig.21. The increased compression of the insulating material 256 and electrical insulators 216A, 216 V allows you to get a more reliable fitting 250 with improved electrical characteristics.

Кроме этого, наличие промежутка 309 между концами сердечников 214А, 214В препятствует выталкиванию сердечников в направлении друг друга и образованию изгиба или иной деформации сердечников. Совместное вталкивание сердечников 214А, 214В внутрь муфты 258 позволяет соединять сердечники без сварки, нагрева и иного увеличения температуры сердечников. Поддержание низкой температуры сердечников 214А, 214В во время соединения сердечников предотвращает размягчение или текучесть материала (меди). Сохранение твердости сердечников 214А, 214В позволяет улучшить электрические параметры фитинга 250.In addition, the presence of a gap 309 between the ends of the cores 214A, 214B prevents the cores from being pushed toward each other and bending or other deformation of the cores. Joint pushing of the cores 214A, 214B into the sleeve 258 allows the cores to be connected without welding, heating, or otherwise increasing the temperature of the cores. Maintaining a low temperature of the cores 214A, 214B during the connection of the cores prevents softening or fluidity of the material (copper). The preservation of the hardness of the cores 214A, 214B allows to improve the electrical parameters of the fitting 250.

По некоторым вариантам осуществления концевые участки электроизоляционного материала 256 имеют вогнутую форму вблизи или рядом с краями муфты 258, как это показано на фиг.20. Концевые участки вогнутой формы могут иметь скошенные под углом края, образующие угол охватывающего типа, как это показано на фиг.20. Концевые участки вогнутой формы электроизоляционного материала 256 позволяют увеличить прочность соединения с электроизоляторами 216А, 216В изолированных проводников 212А, 212В. По отдельным вариантам осуществления для увеличения прочности соединения с электроизоляционным материалом 256 электроизоляторы 216А, 216В имеют концевые участки выгнутой формы (или скошенные под углом края охватываемого типа). Прижимание концевых участков определенной формы друг к другу позволяет распрямить края концевых участков и устранить разрывы между концевыми участками. Использование концевых участков электроизоляционного материала 256 и электроизоляторов 216А, 216В определенной формы позволяет улучшить сжатие и/или уменьшить расстояние между электроизоляционным материалом и электроизоляторами при давлении, создаваемом во время соединения изолированных проводников 212А, 212В. Спрессовывание изоляционного материала улучшает электроизоляционные свойства фитинга 250.In some embodiments, the end portions of the insulating material 256 are concave near or near the edges of the sleeve 258, as shown in FIG. The concave end portions may have angled edges that form an angle of the enclosing type, as shown in FIG. The concave end portions of the insulating material 256 can increase the strength of the connection with the insulators 216A, 216B of the insulated conductors 212A, 212B. In certain embodiments, to increase the strength of the connection with the insulating material 256, the electrical insulators 216A, 216B have end sections of a curved shape (or angled edges of the male type). Pressing the end sections of a certain shape to each other allows you to straighten the edges of the end sections and eliminate gaps between the end sections. The use of the end sections of the insulating material 256 and the insulators 216A, 216B of a certain shape can improve the compression and / or reduce the distance between the insulating material and the insulators at the pressure created during the connection of insulated conductors 212A, 212B. Compressing insulating material improves the electrical insulating properties of fitting 250.

По некоторым вариантам осуществления изолированные проводники 212А, 212В перемещаются на заданное расстояние в фитинг 250 для обеспечения необходимого сжатия изоляционного материала в фитинге и необходимого соединения между сердечниками 214А, 214 В и муфтой 258. По отдельным вариантам осуществления изолированные проводники 212А, 212 В перемещаются на заданное расстояние при определенном усилии для обеспечения необходимого сжатия и необходимого соединения. Гидравлическое давление может использоваться для создания усилия при вталкивании изолированных проводников 212А, 212В в фитинг 250. Например, гидравлическое давление примерно от 19,3 МПа до примерно 20,68 МПа позволяет перемещать каждый из изолированных проводников 212А, 212В в фитинг 250 на расстояние примерно от 2.2 см до примерно 2.5 см.In some embodiments, the insulated conductors 212A, 212B are moved a predetermined distance into the fitting 250 to provide the necessary compression of the insulating material in the fitting and the necessary connection between the cores 214A, 214B and the sleeve 258. In some embodiments, the insulated conductors 212A, 212V are moved to a predetermined distance at a certain force to provide the necessary compression and the necessary connection. Hydraulic pressure can be used to create force when pushing insulated conductors 212A, 212B into fitting 250. For example, a hydraulic pressure of about 19.3 MPa to about 20.68 MPa allows each of the insulated conductors 212A, 212B to move into fitting 250 over a distance of 2.2 cm to about 2.5 cm.

На фиг.22 изображен один из вариантов осуществления блоков электроизоляционного материала, расположенных вокруг сердечников соединенных изолированных проводников. Сердечник 214А изолированного проводника 212А соединен с сердечником 214В изолированного проводника 212В у муфты 258. Сердечники 214А, 214В оголены за счет удаления частей электроизоляторов 216А, 216В и оболочек 218А, 218В вокруг сердечников с торцов изолированных проводников 212А, 212В.On Fig depicts one of the embodiments of the blocks of insulating material located around the cores of the connected insulated conductors. The core 214A of the insulated conductor 212A is connected to the core 214B of the insulated conductor 212B at the coupling 258. The cores 214A, 214B are exposed by removing parts of electrical insulators 216A, 216B and shells 218A, 218B around the cores from the ends of the insulated conductors 212A, 212B.

По отдельным вариантам осуществления сердечники 214А, 214В имеют разные диаметры. В подобных вариантах осуществления муфта 258 может сужаться с диаметра сердечника 214А до диаметра сердечника 214 В. По отдельным вариантам осуществления сердечники 214А, 214В изготовлены из разного материала. Муфта 258 позволяет компенсировать использование разных материалов в сердечниках. Например, муфта 258 может включать в себя совокупность или смесь материалов, используемых в сердечниках.In certain embodiments, cores 214A, 214B have different diameters. In such embodiments, the coupling 258 may taper from the diameter of the core 214A to the diameter of the core 214B. In some embodiments, the cores 214A, 214B are made of different materials. Clutch 258 allows you to compensate for the use of different materials in the cores. For example, sleeve 258 may include a combination or mixture of materials used in cores.

По некоторым вариантам осуществления один или несколько блоков электроизоляционного материала 256 помещаются вокруг оголенных частей сердечников 214А, 214В, как это показано на фиг.22. Блоки электроизоляционного материала 256 могут быть изготовлены, например, из оксида магния или смеси из оксида магния и другого электроизолятора. Блоки электроизоляционного материала 256 могут быть блоками из твердого или мягкого материала, в зависимости от требуемого вида спрессовывания. Необходимое количество блоков электроизоляционного материала 256 может быть помещено вокруг оголенных частей сердечников 214А, 214В таким образом, чтобы блоки, по существу, полностью окружали оголенные части сердечников. Количество блоков электроизоляционного материала 256 может варьироваться, например, в зависимости от длины и/или диаметра оголенных частей проводника и/или размера блоков электроизоляционного материала. По некоторым вариантам осуществления для окружения оголенных частей сердечников используются четыре блока электроизоляционного материала 256.In some embodiments, one or more blocks of insulating material 256 are placed around the exposed parts of the cores 214A, 214B, as shown in FIG. Blocks of insulating material 256 can be made, for example, of magnesium oxide or a mixture of magnesium oxide and another electrical insulator. Blocks of insulating material 256 may be blocks of hard or soft material, depending on the desired type of compression. The required number of blocks of insulating material 256 can be placed around the exposed parts of the cores 214A, 214B so that the blocks substantially completely surround the exposed parts of the cores. The number of blocks of electrical insulating material 256 may vary, for example, depending on the length and / or diameter of the exposed parts of the conductor and / or the size of the blocks of electrical insulating material. In some embodiments, four blocks of electrical insulating material 256 are used to surround the exposed parts of the cores.

На фиг.22 изображены два блока 256А, 256В электроизоляционного материала, окружающие одну половину (полукруг) оголенных частей сердечников 214А, 214В. Изображенные блоки электроизоляционного материала 256 являются полукруглыми блоками, которые плотно устанавливаются вокруг внешнего диаметра оголенных частей сердечников. В варианте осуществления по фиг.22 два дополнительных блока электроизоляционного материала 256 помещаются на оголенные части, окружая оголенные части сердечника электроизоляционным материалом. На фиг.23 изображен один из вариантов осуществления с четырьмя блоками 256А, 256В, 256С, 256D электроизоляционного материала, расположенными вокруг сердечников соединенных изолированных проводников 212А, 212В.On Fig shows two blocks 256A, 256B of insulating material surrounding one half (semicircle) of the exposed parts of the cores 214A, 214B. The depicted blocks of electrical insulating material 256 are semicircular blocks that are tightly mounted around the outer diameter of the exposed parts of the cores. In the embodiment of FIG. 22, two additional blocks of insulating material 256 are placed on the bare parts, surrounding the bare parts of the core with the insulating material. On Fig depicted one of the embodiments with four blocks 256A, 256V, 256C, 256D of electrical insulation material located around the cores of the connected insulated conductors 212A, 212B.

По некоторым вариантам осуществления блоки электроизоляционного материала 256 имеют внутренний диаметр такого размера и/или формы, чтобы он соответствовал наружному диаметру оголенных частей сердечников 214А, 214В. Соответствие внутреннего диаметра блоков наружному диаметру оголенных частей сердечников позволяет осуществлять тугую посадку блоков и оголенных частей сердечников и предотвращать или уменьшать образование зазоров во время спрессовывания блоков.In some embodiments, the blocks of electrical insulating material 256 have an inner diameter of such a size and / or shape that it matches the outer diameter of the exposed parts of the cores 214A, 214B. Correspondence of the inner diameter of the blocks to the outer diameter of the exposed core parts allows a tight fit of the blocks and exposed core parts and to prevent or reduce the formation of gaps during the compression of the blocks.

По отдельным вариантам осуществления один или несколько блоков электроизоляционного материала 256 имеют конусный внутренний диаметр, соответствующий конусному наружному диаметру муфты 258 и/или оголенных частей сердечников 214А, 214В, как это показано на фиг.22. Внутренний диаметр блоков электроизоляционного материала 256 может быть получен путем пескоструйной обработки или шлифования внутреннего диаметра блоков до требуемой конусной формы.In certain embodiments, one or more blocks of electrical insulating material 256 have a tapered inner diameter corresponding to a tapered outer diameter of the sleeve 258 and / or exposed parts of the cores 214A, 214B, as shown in FIG. 22. The inner diameter of the blocks of insulating material 256 can be obtained by sandblasting or grinding the inner diameter of the blocks to the desired conical shape.

После помещения блоков электроизоляционного материала 256 вокруг оголенных частей сердечников (как это показано на фиг.23), втулка или иной укрывной элемент помещается поверх соединенных изолированных проводников, по существу, укрывая блоки и по меньшей мере часть каждого изолированного проводника. На фиг.24 изображен один из вариантов осуществления внутренней втулки 252А, помещенной поверх соединенных изолированных проводников 212А, 212В. Внутренняя втулка 252А может быть изготовлена из такого же или аналогичного материала, который используется для изготовления оболочек 218А, 218В изолированных проводников 212А, 212В. Например, внутренняя втулка 252А и оболочки 218А, 218В могут быть изготовлены из нержавеющей стали 304. Внутренняя втулка 252А и оболочки 218А, 218В обычно изготавливаются из материалов, которые можно соединить между собой сваркой.After placing blocks of electrical insulating material 256 around the exposed parts of the cores (as shown in FIG. 23), a sleeve or other covering element is placed over the connected insulated conductors, essentially covering the blocks and at least a portion of each insulated conductor. On Fig shows one of the embodiments of the inner sleeve 252A, placed on top of the connected insulated conductors 212A, 212B. The inner sleeve 252A may be made of the same or similar material that is used to make the shells 218A, 218B of insulated conductors 212A, 212B. For example, the inner sleeve 252A and shells 218A, 218B may be made of stainless steel 304. The inner sleeve 252A and shells 218A, 218B are usually made of materials that can be joined together by welding.

Внутренняя втулка 252А плотно или туго одевается поверх оболочек 218А, 218В изолированных проводников 212А, 212В. По отдельным вариантам осуществления на внешней поверхности внутренней втулки 252А имеются осевые и/или радиальные канавки. По некоторым вариантам осуществления на внутренней втулке 252А имеется выравнивающий гребень 310. Выравнивающий гребень 310 находится вблизи или рядом с центром муфты соединения изолированных проводников 212А, 212В.The inner sleeve 252A fits tightly or tightly over the shells 218A, 218B of insulated conductors 212A, 212B. In certain embodiments, axial and / or radial grooves are provided on the outer surface of the inner sleeve 252A. In some embodiments, an alignment ridge 310 is provided on the inner sleeve 252A. The alignment ridge 310 is located near or adjacent to the center of the coupling sleeve of insulated conductors 212A, 212B.

После помещения вокруг блоков электропроводящего материала внутренней втулки (как это показано на фиг.24), поверх внутренней втулки помещается внешняя втулка или другой цилиндрический укрывной элемент. На фиг.25 изображен один из вариантов осуществления внешней втулки 252В, помещенной поверх внутренней втулки 252А и соединенных изолированных проводников 212А, 212В. По некоторым вариантам осуществления внешняя втулка 252 В имеет меньшую длину, чем внутренняя втулка 252А. По некоторым вариантам осуществления во внешней втулке 252В имеется отверстие 312. Отверстие 312 может быть расположено вблизи или рядом с центром внешней втулки 252В. Отверстие 312 может быть выровнено с выравнивающим гребнем 310 на внутренней втулке 252А (выравнивающий гребень виден через отверстие). По отдельным вариантам осуществления внешняя втулка 252В состоит из двух или более частей. Например, внешняя втулка может состоять из двух частей, соединенных между собой в виде раковины. Части могут быть сварены или соединены иным образом, образуя внешнюю втулку. По отдельным вариантам осуществления на внутренней поверхности внешней втулки 252В имеются осевые и/или радиальные канавки.After placing an inner sleeve around the blocks of electrically conductive material (as shown in FIG. 24), an outer sleeve or other cylindrical covering element is placed on top of the inner sleeve. On Fig depicts one of the embodiments of the outer sleeve 252B, placed on top of the inner sleeve 252A and connected insulated conductors 212A, 212B. In some embodiments, the outer sleeve 252B is shorter than the inner sleeve 252A. In some embodiments, an opening 312 is provided in the outer sleeve 252B. A hole 312 may be located near or near the center of the outer sleeve 252B. The hole 312 can be aligned with the alignment ridge 310 on the inner sleeve 252A (the alignment ridge is visible through the hole). In certain embodiments, the outer sleeve 252B consists of two or more parts. For example, the outer sleeve may consist of two parts interconnected in the form of a shell. Parts may be welded or otherwise connected to form an outer sleeve. In certain embodiments, there are axial and / or radial grooves on the inner surface of the outer sleeve 252B.

Внешняя втулка 252В может быть изготовлена из такого же или аналогичного материала, который используется для изготовления внутренней втулки 252А и оболочек 218А, 218В (например, из нержавеющей стали 304). Внешняя втулка 252 В может плотно или с тугой посадкой одеваться на внутреннюю втулку 252А. После помещения внешней втулки 252В и внутренней втулки 252А на оболочки 218А, 218В изолированных проводников 212А, 212В втулки могут быть постоянно соединены (например, приварены) с оболочками 218А, 218В. Втулки 252А, 252В могут быть постоянно соединены с оболочками 218А, 218В таким образом, чтобы концы втулок были, по существу, загерметизированы (чтобы на концах втулок не было протечек, через которые воздух или иные текучие среды могут выходить или входить в концы втулок). После соединения втулок 252А, 252В с оболочками 218А, 218В отверстие 312 является единственным проемом для выхода/входа текучей среды во внешнюю втулку 252В и, по существу, загерметизированную к ней внутреннюю втулку 252А.The outer sleeve 252B may be made of the same or similar material that is used to make the inner sleeve 252A and shells 218A, 218B (for example, stainless steel 304). The 252V outer sleeve may fit tightly or tightly onto the inner sleeve 252A. After the outer sleeve 252B and the inner sleeve 252A are placed on the shells 218A, 218B of the insulated conductors 212A, 212B, the bushings can be permanently connected (for example, welded) to the shells 218A, 218B. The bushings 252A, 252B can be permanently connected to the shells 218A, 218B so that the ends of the bushings are substantially sealed (so that there are no leaks at the ends of the bushings through which air or other fluids can escape or enter the ends of the bushings). After connecting the sleeves 252A, 252B to the shells 218A, 218B, the hole 312 is the only aperture for the fluid to exit / enter the outer sleeve 252B and the inner sleeve 252A substantially sealed thereto.

По некоторым вариантам осуществления текучая среда (например, гидравлическая жидкость) подается во внутренний объем внешней втулки 252В через отверстие 312. По некоторым вариантам осуществления текучая среда является гидравлическим маслом. По отдельным вариантам осуществления текучая среда может быть другой текучей средой, такой как расплав соли или газом. По отдельным вариантам осуществления текучая среда во время опрессовки нагревается.In some embodiments, a fluid (eg, hydraulic fluid) is supplied to the inner volume of the outer sleeve 252B through an opening 312. In some embodiments, the fluid is a hydraulic oil. In certain embodiments, the fluid may be another fluid, such as a molten salt or gas. In certain embodiments, the fluid is heated during crimping.

Текучая среда, подаваемая во внутренний объем внешней втулки 252В может опрессовываться для спрессовывания или сжимания внутренней втулки 252А и электроизоляционного материала 256. Например, текучая среда может гидравлически опрессовываться при помощи ручного насоса или иного соответствующего гидравлического опрессовывающего насоса. Спрессовывание текучей среды внутри внешней втулки 252В позволяет создавать изостатическое давление для спрессовывания внутренней втулки 252А.The fluid supplied to the internal volume of the outer sleeve 252B may be crimped to compress or compress the inner sleeve 252A and the electrical insulating material 256. For example, the fluid may be hydraulically crimped using a hand pump or other appropriate hydraulic pressure pump. The compression of the fluid inside the outer sleeve 252B allows you to create isostatic pressure to compress the inner sleeve 252A.

Внешняя втулка 252 В может быть жесткой и неподверженной спрессовыванию под действием давления, тогда как внутренняя втулка 252А может быть подвержена спрессовыванию под действием давления. Например, внутренняя втулка 252А может быть тоньше внешней втулки 252В и/или внутренняя втулка может подвергаться термообработке (отжигу) для того, чтобы она стала мягче внешней втулки.The external sleeve 252 V may be rigid and not subject to compression by pressure, while the internal sleeve 252A may be subjected to compression by pressure. For example, the inner sleeve 252A may be thinner than the outer sleeve 252B and / or the inner sleeve may be heat treated (annealed) so that it becomes softer than the outer sleeve.

Текучая среда внутри внешней втулки 252В опрессовывается до заданного давления, либо в заданном диапазоне давлений для спрессовывания внутренней втулки 252А и электроизоляционного материала 256 до необходимой степени спрессовывания. По отдельным вариантам осуществления текучая среда внутри внешней втулки 252В опрессовывается до давления примерно от 100 МПа до 140 МПа. По отдельным вариантам осуществления текучая среда может опрессовываться до более высокого давления (например, опрессовываться примерно до 240 МПа).The fluid inside the outer sleeve 252B is crimped to a predetermined pressure or in a predetermined pressure range to compress the inner sleeve 252A and the insulating material 256 to the desired degree of compression. In certain embodiments, the fluid inside the outer sleeve 252B is crimped to a pressure of about 100 MPa to 140 MPa. In certain embodiments, the fluid may be crimped to a higher pressure (eg, crimped to about 240 MPa).

При опрессовывании текучей среды до такого давления происходит деформация внутренней втулки 252А за счет сжатия внутренней втулки и спрессовывание электроизоляционного материала 256 внутри внутренней втулки. Внутренняя втулка 252А может равномерно деформироваться давлением текучей среды внутри внешней втулки 252В. По некоторым вариантам осуществления электроизоляционный материал 256 спрессовывается таким образом, что электроизоляционный материал приобретает диэлектрические свойства, аналогичные и выше чем диэлектрические свойства у электроизолятора по меньшей мере одного из соединенных изолированных проводников. Использование опрессовывающей текучей среды для сжимания и спрессовывания внутренней втулки 252А и электроизоляционного материала 256 позволяет соединять изолированные проводники во втулках в горизонтальном положении. Соединение изолированных проводников в горизонтальном положении позволяет увеличить длину соединяемых между собой изолированных проводников без использования сложных и дорогостоящих систем укладки кабелей.When pressure testing the fluid to this pressure, the inner sleeve 252A deforms due to compression of the inner sleeve and the insulating material 256 is compressed inside the inner sleeve. The inner sleeve 252A may be uniformly deformed by the pressure of the fluid inside the outer sleeve 252B. In some embodiments, the insulating material 256 is compressed so that the insulating material acquires dielectric properties similar and higher than the dielectric properties of the insulator of at least one of the connected insulated conductors. The use of a crimping fluid to compress and compress the inner sleeve 252A and the insulating material 256 allows you to connect the insulated conductors in the bushings in a horizontal position. The connection of insulated conductors in a horizontal position allows you to increase the length of interconnected insulated conductors without the use of complex and expensive cable management systems.

По отдельным вариантам осуществления концы изолированных проводников могут иметь скосы или конусность, позволяющие уплотнять внутреннюю втулку. На фиг.26 изображен один из вариантов осуществления скошенного конца изолированного проводника после сжатия. У изолированного проводника 212 имеется скос 314 внутри внутренней втулки 252А. Скос 314 может препятствовать изгибанию или выгибанию внутренней втулки 252А во время сжатия.In some embodiments, the ends of the insulated conductors may have bevels or tapers to seal the inner sleeve. FIG. 26 shows one embodiment of the tapered end of an insulated conductor after compression. The insulated conductor 212 has a bevel 314 inside the inner sleeve 252A. The bevel 314 can prevent the bending or bending of the inner sleeve 252A during compression.

По отдельным вариантам осуществления внутрь внутренней втулки 252А перед герметизацией и спрессовыванием внутренней втулки добавляется электроизоляционный порошковый материал. Электроизоляционный порошковый материал может проникать и заполнять пустоты внутри внутренней втулки (например, в углублении, образованном между скосом изолированного проводника и внутренней втулкой). Использование электроизоляционного порошкового материала также позволяет сократить количество мест сопряжения в спрессованном электроизоляционном материале. По отдельным вариантам осуществления электроизоляционный порошковый материал используется вместо блоков электроизоляционного материала.In certain embodiments, an insulating powder material is added to the inside of the inner sleeve 252A before sealing and pressing the inner sleeve. The electrical insulating powder material can penetrate and fill the voids inside the inner sleeve (for example, in the recess formed between the bevel of the insulated conductor and the inner sleeve). The use of electrically insulating powder material also reduces the number of interfaces in the pressed electrically insulating material. In certain embodiments, an electrical insulating powder material is used in place of blocks of electrical insulating material.

По отдельным вариантам осуществления в электроизоляционный материал может добавляться присадка, такая как допант или другой присадочный материал. Присадка позволяет улучшать диэлектрические свойства электроизоляционного материала. Например, присадка позволяет повысить диэлектрическую прочность электроизоляционного материала.In certain embodiments, an additive, such as a dopant or other filler material, may be added to the insulating material. The additive allows to improve the dielectric properties of the insulating material. For example, the additive improves the dielectric strength of the insulating material.

По некоторым вариантам осуществления для радиального спрессовывания электроизоляционного материала в муфте соединения изолированных проводников используется механическое и/или гидравлическое спрессовывание (например, электроизоляционный материал в порошковой форме). На фиг.27 изображен один из вариантов осуществления первой половинки 316А спрессовывающего устройства 316, используемого для спрессовывания электроизоляционного материала в муфте соединения изолированных проводников. Вторая половинка устройства 316 имеет такую же форму и размер, что и первая половинка 316 по фиг.27. Первая половинка и вторая половинка устройства 316 соединены между собой, образуя устройство вокруг отрезка соединяемых между собой изолированных проводников.In some embodiments, mechanical and / or hydraulic compression (for example, an electrically insulating material in powder form) is used to radially compress an insulating material in a coupling for insulating conductors. On Fig depicts one of the embodiments of the first half 316A of the compression device 316 used to compress the insulating material in the coupling of insulated conductors. The second half of the device 316 has the same shape and size as the first half 316 of FIG. The first half and second half of the device 316 are interconnected, forming a device around a segment of interconnected insulated conductors.

На фиг.28 изображен один из вариантов осуществления устройства 316, соединенного вокруг изолированных проводников 212А, 212В. Для большей наглядности частей сердечников, находящихся внутри устройства 316, оболочка и электроизолятор, окружающие сердечники изолированных проводников 212А, 212В, не показаны.On Fig depicts one embodiment of a device 316 connected around insulated conductors 212A, 212B. For clarity, the parts of the cores inside the device 316, the sheath and the electrical insulator surrounding the cores of the insulated conductors 212A, 212B, are not shown.

Как показано на фиг.27, первая половинка 316А включает в себя первую половину 318А отверстия 318, образуемого в верхней части устройства 316 после соединения между собой двух половинок устройства. Отверстие 318 позволяет помещать электроизоляционный материал и/или другие материалы в пространство вокруг оголенных сердечников изолированных проводников. По некоторым вариантам осуществления в устройство 316 помещается порошковый электроизоляционный материал.As shown in FIG. 27, the first half 316A includes a first half 318A of an opening 318 formed at the top of the device 316 after the two halves of the device are connected together. Hole 318 allows electrical insulating material and / or other materials to be placed in the space around the bare cores of insulated conductors. In some embodiments, powdered electrical insulation material is placed in device 316.

Как показано на фиг.28 после того как по меньшей мере часть электроизоляционного материала подается через отверстие 318 в устройство 316, расположенное вокруг оголенных проводников, в отверстие вставляется первый плунжер 320А. Первый плунжер 320А используется для спрессовывания (например, за счет приложения механического и/или гидравлического усилия к верхней части плунжера) электроизоляционного материала внутри устройства 316. Например, усилие может прикладываться к первому плунжеру 320А при помощи молота (механическое спрессовывание) или гидравлического поршня (гидравлическое спрессовывание).As shown in FIG. 28, after at least a portion of the insulating material is fed through the opening 318 into the device 316 located around the bare conductors, a first plunger 320A is inserted into the opening. The first plunger 320A is used to compress (for example, by applying mechanical and / or hydraulic force to the top of the plunger) an insulating material inside the device 316. For example, force can be applied to the first plunger 320A using a hammer (mechanical pressing) or a hydraulic piston (hydraulic pressing).

На фиг.29 показан вид сбоку изолированного проводника 212, находящегося внутри устройства 316, первый плунжер 320А расположен над изолированным проводником с оголенным сердечником 214. По некоторым вариантам осуществления в нижней части первого плунжера 320А имеется углубление 322А. Форма углубления 322А может быть, по существу, аналогична форме оголенной части сердечника. У первого плунжера 320А могут быть стопоры 324, показанные на фиг.28, не позволяющие первому плунжеру погружаться в устройство 316. Например, стопоры 324 могут препятствовать вхождению первого плунжера 320А в устройство 316 далее определенной глубины, после которой может происходить сгибание или деформация сердечников изолированных проводников. По отдельным вариантам осуществления первый плунжер 320А сконструирован таким образом, чтобы он заходил на заданную глубину, при которой не происходит сгибания или деформации сердечников изолированных проводников, без использования стопоров (например, в качестве стопора выступает верхняя плита плунжера).On Fig shows a side view of the insulated conductor 212, located inside the device 316, the first plunger 320A is located above the insulated conductor with a bare core 214. In some embodiments, at the bottom of the first plunger 320A there is a recess 322A. The shape of the recess 322A may be substantially similar to the shape of the exposed portion of the core. The first plunger 320A may have a stopper 324, shown in FIG. 28, preventing the first plunger from immersing into the device 316. For example, the stoppers 324 may prevent the first plunger 320A from entering the device 316 beyond a certain depth, after which bending or deformation of the isolated cores may occur. conductors. In certain embodiments, the first plunger 320A is designed to go to a predetermined depth at which the cores of insulated conductors do not bend or deform without using stoppers (for example, the upper plunger plate acts as a stopper).

Первый плунжер 320А может использоваться для спрессовывания электроизоляционного материала 256 внутри устройства 316 до первой степени. Например, как показано на фиг.29, электроизоляционный материал 256 спрессовывается до такой степени, что он окружает нижнюю часть (например, нижнюю половину) оголенного сердечника 214. Процесс добавления электроизоляционного материала и спрессовывания материала при помощи первого плунжера может повторяться до тех пор, пока не будет достигнута необходимая степень спрессовывания вокруг части сердечника.The first plunger 320A can be used to compress the insulating material 256 inside the device 316 to a first degree. For example, as shown in FIG. 29, the insulating material 256 is compressed to such an extent that it surrounds the lower part (for example, the lower half) of the exposed core 214. The process of adding the insulating material and compressing the material with the first plunger can be repeated until the necessary degree of compression around the core part will not be achieved.

На фиг.30 показан вид сбоку изолированного проводника 212, находящегося внутри устройства 316, второй плунжер 320В расположен над изолированным проводником с оголенным сердечником 214. По некоторым вариантам осуществления в нижней части второго плунжера 320В имеется углубление 322 В. Форма углубления 322В может, по существу, соответствовать внешней форме изолированного проводника.FIG. 30 shows a side view of an insulated conductor 212 located inside the device 316, a second plunger 320B located above the insulated conductor with a bare core 214. In some embodiments, a recess 322 B is provided at the bottom of the second plunger 320B. The shape of the recess 322B may essentially , match the external shape of the insulated conductor.

По отдельным вариантам осуществления углубление 322В во втором плунжере 320В имеет иную форму, либо углубление отсутствует. На фиг.31A-D изображены другие варианты осуществления второго плунжера 320В. На фиг.31А углубление у второго плунжера 320В отсутствует. На фиг.31В края углубления 322В скошены под углом 30°. На фиг.31С прямые края углубления 322В скошены под углом 15°. На фиг.31D углубление 322В несколько мельче (более короткие стороны), чем углубление по фиг.30.In some embodiments, the recess 322B in the second plunger 320B has a different shape, or the recess is missing. On figa-D depicts other embodiments of the second plunger 320B. On figa recess in the second plunger 320B is missing. On figv edges of the recess 322B beveled at an angle of 30 °. On figs the straight edges of the recess 322B beveled at an angle of 15 °. In Fig. 31D, the recess 322B is slightly smaller (shorter sides) than the recess in Fig. 30.

Второй плунжер 320В может использоваться для спрессовывания электроизоляционного материала 256 внутри устройства 316 до второй степени. Например, как показано на фиг.30, электроизоляционный материал 256 спрессовывается до такой степени, что он окружает оголенный сердечник 214. Процесс добавления электроизоляционного материала и спрессовывания материала при помощи второго плунжера может повторяться до тех пор, пока не будет достигнута необходимая степень спрессовывания вокруг части сердечника. Например, процесс может повторяться до тех пор, пока не будет достигнута необходимая степень спрессовывания электроизоляционного материала, таким образом, чтобы его форма и наружный диаметр соответствовали форме и наружному диаметру изолированного проводника.A second plunger 320B may be used to compress the insulating material 256 inside the device 316 to a second degree. For example, as shown in FIG. 30, the insulating material 256 is compressed to such an extent that it surrounds the exposed core 214. The process of adding the insulating material and compressing the material with the second plunger can be repeated until the desired degree of compression around the part is achieved. core. For example, the process can be repeated until the necessary degree of compression of the insulating material is achieved so that its shape and outer diameter match the shape and outer diameter of the insulated conductor.

После спрессовывания необходимого количества электроизоляционного материала устройство 316 может быть извлечено из положения вокруг муфты соединения изолированных проводников. На фиг.32 изображен один из вариантов осуществления, на котором вторая половинка устройства 316 удалена, а оставленная первая половинка 316А спрессовывает электроизоляционный материал 256 вокруг муфты соединения изолированных проводников 212А, 212В.After the required amount of electrical insulating material has been pressed, device 316 can be removed from a position around an insulated conductor coupling. On Fig depicted one of the embodiments in which the second half of the device 316 is removed, and the left first half 316A compresses the insulating material 256 around the coupling of the insulated conductors 212A, 212B.

После извлечения устройства 316 спрессованному электроизоляционному материалу 256 может быть придана, по существу, цилиндрическая форма, наружный диаметр которой относительно соответствует наружному диаметру изолированных проводников 212А, 212В, как это показано на фиг.33. Окончательная форма спрессованному электроизоляционному материалу 256 может быть придана за счет удаления излишков спрессованного материала. Например, излишки спрессованного материала 256 могут быть аксиально удалены при помощи дисковой пилы, одевания на спрессованный материал втулки с режущей кромкой и/или при помощи других технологий, известных из уровня техники.After removal of the device 316, the compressed electrical insulating material 256 can be given a substantially cylindrical shape, the outer diameter of which relative to the outer diameter of the insulated conductors 212A, 212B, as shown in Fig. 33. The final shape of the compressed electrical insulating material 256 can be made by removing excess pressed material. For example, excess compressed material 256 can be axially removed using a circular saw, dressing a sleeve with a cutting edge on the compressed material, and / or using other techniques known in the art.

После придания окончательной формы электроизоляционному материалу 256, втулка 252 может быть помещена поверх электроизоляционного материала как это показано на фиг.34. У втулки 252 могут быть две или более частей, помещенных поверх электроизоляционного материала и соединенных (сваркой) между собой, образуя втулку. По отдельным вариантам осуществления две или более части втулки 252 сжимаются при помощи опрессовывающей текучей среды внутри внешней втулки (как было описано в вариантах осуществления внутренней втулки 252А и внешней втулки 252В по фиг.24 и 25) и/или за счет механического обжима частей втулки друг с другом (как это описано в вариантах осуществления втулки 252 по фиг.36 и 37). Сжатие втулки 252 при помощи опрессовывающей текучей среды и/или механического обжима позволяет ликвидировать зазоры между частями втулки таким образом, что сварка для соединения частей между собой не требуется. Кроме этого, в результате сжатия при помощи опрессовывающей текучей среды и/или механического обжима места стыков между втулкой 252 и электроизоляционным материалом 256 могут разрушаться (создается более плотная неподвижная посадка). Втулка 256 может быть соединена (сваркой) с оболочками изолированных проводников 212А, 212В. Втулка 252 может быть изготовлена из такого же материала, что и оболочки изолированных проводников 212А, 212В. Например, втулка 252 может быть изготовлена из нержавеющей стали 304.After finalizing the insulating material 256, the sleeve 252 can be placed on top of the insulating material as shown in Fig. 34. The sleeve 252 may have two or more parts placed on top of the insulating material and connected (by welding) to each other, forming a sleeve. In certain embodiments, two or more parts of the sleeve 252 are compressed by means of a crimping fluid inside the external sleeve (as described in the embodiments of the internal sleeve 252A and the external sleeve 252B of FIGS. 24 and 25) and / or by mechanical crimping of the parts of the sleeve with a friend (as described in embodiments of sleeve 252 of FIGS. 36 and 37). Compression of the sleeve 252 by means of a crimping fluid and / or mechanical crimping eliminates the gaps between the parts of the sleeve so that welding is not required to connect the parts together. In addition, as a result of compression by means of a compression fluid and / or mechanical crimping, the joints between the sleeve 252 and the insulating material 256 can be destroyed (a denser fixed fit is created). The sleeve 256 can be connected (by welding) with the shells of insulated conductors 212A, 212B. The sleeve 252 may be made of the same material as the sheath of insulated conductors 212A, 212B. For example, sleeve 252 may be made of 304 stainless steel.

По некоторым вариантам осуществления электроизоляционный материал 256, спрессовываемый в устройстве 316, является смесью, состоящей из порошкового оксида магния и порошкового нитрида бора. По одному из вариантов осуществления электроизоляционный материал 256, спрессовываемый в устройстве 316, является смесью, состоящей из 80 весовых процентов порошкового оксида магния и 20 весовых процентов порошкового нитрида бора. Также могут использоваться другие электроизоляционные материалы и/или другие смеси из электроизоляционных материалов. По отдельным вариантам осуществления используется комбинация из порошкового электроизоляционного материала и блоков электроизоляционного материала.In some embodiments, the electrically insulating material 256 compressed in the device 316 is a mixture of powdered magnesium oxide and powdered boron nitride. In one embodiment, the electrically insulating material 256 compressed in device 316 is a mixture of 80 weight percent magnesium oxide powder and 20 weight percent boron nitride powder. Other electrical insulating materials and / or other mixtures of electrical insulating materials may also be used. In certain embodiments, a combination of powder electrical insulation material and blocks of electrical insulation material is used.

На фиг.35 изображен один из вариантов осуществления гидравлического пресса 426, который может использоваться для приложения усилия к плунжеру для гидравлического спрессовывания электроизоляционного материала внутри устройства (например, устройства 316 по фиг.27-32). Гидравлический пресс 426 может включать в себя поршень 428 и держатель 430 устройства. По некоторым вариантам осуществления изолированные проводники могут подаваться через зажимы 432 гидравлического пресса 426 таким образом, чтобы концевые участки изолированных проводников располагались под поршнем 428 и над держателем 430 устройства. Зажимы 432 могут использоваться для крепления концов изолированных проводников в прессе 426. Позиционеры 434 могут использоваться для корректировочной подстройки положения изолированных проводников.On Fig depicts one embodiment of a hydraulic press 426, which can be used to apply force to the plunger for hydraulic pressing of the insulating material inside the device (for example, the device 316 of Fig.27-32). The hydraulic press 426 may include a piston 428 and a device holder 430. In some embodiments, insulated conductors can be fed through clamps 432 of hydraulic press 426 so that end portions of insulated conductors are located below piston 428 and above device holder 430. Clips 432 can be used to secure the ends of insulated conductors in press 426. Positioners 434 can be used to adjust the position of insulated conductors.

Устройство, такое как устройство 316 по фиг.27-32, может быть помещено вокруг концов изолированных проводников у держателя 430 устройства (например, две половинки устройства соединяются вокруг концов изолированных проводников). Держатель 430 устройства может поддерживать устройство во время спрессовывания материала в устройстве. Во время спрессовывания поршень 428 может прикладывать усилие к плунжеру (например, первому плунжеру 320А по фиг.28-29 и/или второму плунжеру 320В по фиг.30) для спрессовывания электроизоляционного материала вокруг концов электроизоляционного материала. По отдельным вариантам осуществления поршень 428 создает усилие примерно вплоть до 50 т.A device, such as the device 316 of FIGS. 27-32, can be placed around the ends of insulated conductors at the device holder 430 (for example, two halves of the device are connected around the ends of insulated conductors). The device holder 430 may support the device while compressing material in the device. During compression, the piston 428 can exert force on the plunger (for example, the first plunger 320A of FIGS. 28-29 and / or the second plunger 320B of FIG. 30) to compress the insulating material around the ends of the insulating material. In some embodiments, the piston 428 generates a force of up to about 50 tons.

Гидравлическое спрессовывание электроизоляционного материала в устройстве 316 по фиг.27-32 может обеспечивать степень спрессовывания (например, спрессовывание примерно до 85%) электроизоляционного материала, аналогичную степени спрессовывания изолированных проводников. Подобные степени спрессовывания позволяют получать сростки, способные выдерживать температуру примерно в 700°C. Гидравлическое спрессовывание электроизоляционного материала в устройстве 316 позволяет осуществлять более управляемое спрессовывание и/или более воспроизводимое спрессовывание (воспроизводимое от сростка к сростку). Гидравлическое спрессовывание может осуществляться при меньшем перемещении или изменении, создавая более равномерное и постоянное давление, чем при механическом спрессовывании.Hydraulic pressing of the insulating material in the device 316 of FIGS. 27-32 can provide a degree of compression (for example, compression of up to about 85%) of the insulating material, similar to the degree of compression of insulated conductors. Similar degrees of compaction make it possible to obtain splices capable of withstanding temperatures of approximately 700 ° C. Hydraulic pressing of the insulating material in the device 316 allows for more controlled compression and / or more reproducible compression (reproducible from splic to splic). Hydraulic pressing can be carried out with less movement or change, creating a more uniform and constant pressure than with mechanical pressing.

По отдельным вариантам осуществления гидравлическое спрессовывание используется в комбинации с механическим спрессовыванием (например, электроизоляционный материал вначале спрессовывается механически, а затем спрессовывается при помощи гидравлического спрессовывания). По отдельным вариантам осуществления электроизоляционный материал спрессовывается при повышенной температуре. Например, электроизоляционный материал может спрессовываться при температуре примерно в 90°C или выше. По отдельным вариантам осуществления первый плунжер 320А и/или второй плунжер 320В имеют покрытие из неприлипающего материала. Например, плунжеры могут быть покрыты неметаллическим материалом, таким как керамическое покрытие или DLC (алмазоподобный углерод), предлагаемое фирмой Morgan Technical Ceramics (г.Беркшир, Англия). Нанесение покрытия на плунжеры предотвращает переход металла в электроизоляционный материал и/или прилипание электроизоляционного материала к плунжерам.In certain embodiments, hydraulic compression is used in combination with mechanical compression (for example, an electrical insulating material is first compressed mechanically and then compressed using hydraulic compression). In certain embodiments, the insulating material is compressed at elevated temperature. For example, the insulating material may be compressed at a temperature of about 90 ° C or higher. In certain embodiments, the first plunger 320A and / or the second plunger 320B are coated with non-stick material. For example, the plungers can be coated with a non-metallic material, such as ceramic coating or DLC (diamond-like carbon), offered by Morgan Technical Ceramics (Berkshire, England). Coating the plungers prevents metal from entering the insulating material and / or sticking the insulating material to the plungers.

По отдельным вариантам осуществления втулка механически сжимается по окружности вокруг втулки для сжатия втулки. На фиг.36 изображен один из вариантов осуществления втулки 252, используемой при механическом сжатии по окружности. Втулка 252 может быть помещена вокруг блоков и/или порошкового электроизоляционного материала. Например, втулка 252 может помещаться вокруг блоков электроизоляционного материала по фиг.23, спрессованного порошкового электроизоляционного материала по фиг.33 или комбинации из изображенных блоков и порошкового материала.In certain embodiments, the sleeve is mechanically compressed in a circle around the sleeve to compress the sleeve. On Fig depicted one of the embodiments of the sleeve 252 used in mechanical compression around the circumference. A sleeve 252 may be placed around the blocks and / or powder insulating material. For example, a sleeve 252 may be placed around the blocks of the electrical insulation material of FIG. 23, the compressed powder electrical insulation material of FIG. 33, or a combination of the illustrated blocks and the powder material.

По некоторым вариантам осуществления втулка 252 включает в себя ребра 326. Ребра 326 могут быть поднятыми частями втулки 252 (например, высокими точками на внешнем диаметре втулки). Форма и размер ребер 326 могут соответствовать обжимным частям пресса, используемого для механического сжимания втулки 252. Например, втулка 252 может сжиматься при помощи механической компрессионной системы с гидравлическим приводом, которая окружно сжимает втулку по окружности. Например, втулка 252 может сжиматься при помощи обжимного инструмента Pyplok® фирмы Мае® Industries (г.Стоуни Крик, провинция Онтарио, Канада).In some embodiments, the sleeve 252 includes ribs 326. The ribs 326 may be raised portions of the sleeve 252 (e.g., high points on the outside diameter of the sleeve). The shape and size of the ribs 326 may correspond to the crimp portions of the press used to mechanically compress the sleeve 252. For example, the sleeve 252 can be compressed using a hydraulic mechanical compression system that circumferentially compresses the sleeve. For example, sleeve 252 can be compressed using a Pyplok® crimping tool from Mae® Industries (Stony Creek, Ontario, Canada).

Обжимающие части пресса сжимают ребра 326 до тех пор, пока ребра не будут прижаты почти что к наружному диаметру остальных частей втулки 252 (диаметр ребер, по существу, аналогичен диаметру остальной части втулки). На фиг.37 изображен один из вариантов осуществления втулки 252 на изолированных проводниках 212А, 212В после того как втулка и ребра 326 были окружно сжаты. При сжатии ребер 326 по окружности (радиально) электроизоляционный материал внутри втулки 252 сжимается и соединяет втулку с изолированными проводниками 212А, 212В. Втулка 252 может быть дополнительно соединена с изолированными проводниками 212А, 212В. Например, концы втулки 252 могут быть приварены к оболочкам изолированных проводников 212А, 212В.The compressing parts of the press compress the ribs 326 until the ribs are almost pressed against the outer diameter of the remaining parts of the sleeve 252 (the diameter of the ribs is essentially the same as the diameter of the rest of the sleeve). On Fig shows one of the embodiments of the sleeve 252 on insulated conductors 212A, 212B after the sleeve and ribs 326 have been circumferentially compressed. When the ribs 326 are compressed around the circumference (radially), the insulating material inside the sleeve 252 is compressed and connects the sleeve with insulated conductors 212A, 212B. The sleeve 252 may be further connected to insulated conductors 212A, 212B. For example, the ends of the sleeve 252 can be welded to the shells of insulated conductors 212A, 212B.

Изображенные здесь фитинги (включая, но не ограничиваясь, фитинг 250 (по фиг.5, 7, 18, 19, 20 и 21), фитинг 270 (по фиг.8), фитинг 298 (по фиг.14, 15 и 16), варианты осуществления фитинга, состоящего из внутренней втулки 252А и внешней втулки 252В (по фиг.22-25), а также варианты осуществления втулки 252 (по фиг.34, 36 и 37) могут образовывать прочные электрические и механические соединения между изолированными проводниками. Например, изображенные здесь фитинги подходят для продолжительной эксплуатации при напряжении свыше 1000 В, свыше 1500 В или свыше 2000 В и температуре по меньшей мере свыше 650°C, по меньшей мере свыше 700°C, по меньшей мере свыше 800°C.The fittings shown here (including, but not limited to, fitting 250 (in FIGS. 5, 7, 18, 19, 20 and 21), fitting 270 (in FIG. 8), fitting 298 (in FIGS. 14, 15 and 16) , embodiments of a fitting consisting of an inner sleeve 252A and an outer sleeve 252B (in FIGS. 22-25), as well as embodiments of a sleeve 252 (in FIGS. 34, 36 and 37) can form durable electrical and mechanical connections between insulated conductors. For example, the fittings shown here are suitable for continuous operation at voltages above 1000 V, above 1500 V or above 2000 V and at a temperature of less than at least above 650 ° C, at least above 700 ° C, at least above 800 ° C.

По некоторым вариантам осуществления изображенные здесь фитинги соединяют изолированные проводники, используемые для нагрева (например, изолированные проводники, находящиеся в углеводородсодержащем слое), с изолированными проводниками, не используемыми для нагрева (например, изолированными проводниками, используемыми на перекрывающих участках пласта). Сердечник нагревающего изолированного проводника может быть меньше, чем у ненагревающего изолированного проводника и изготовлен из другого материала сердечника. Например, сердечник нагревающего изолированного проводника может быть изготовлен из медно-никелевого сплава, нержавеющей стали или углерода, тогда сердечник ненагревающего изолированного проводника может быть изготовлен из меди. Однако вследствие разницы в размерах и электрических свойствах материалов сердечников толщина электроизоляции на разных участках может достаточно сильно отличаться и подобную разницу невозможно компенсировать единственным фитингом, соединяющим изолированные проводники. Поэтому по отдельным вариантам осуществления между нагревающим изолированным проводником и ненагревающим изолированным проводником может использоваться короткий участок промежуточного нагревающего изолированного проводника.In some embodiments, the fittings shown here connect insulated conductors used for heating (e.g., insulated conductors located in a hydrocarbon-containing layer) with insulated conductors not used for heating (e.g., insulated conductors used on the overlying portions of the formation). The core of a heating insulated conductor may be smaller than that of a non-heating insulated conductor and made of another core material. For example, the core of a heating insulated conductor can be made of a copper-nickel alloy, stainless steel or carbon, then the core of a non-heating insulated conductor can be made of copper. However, due to the difference in the sizes and electrical properties of the core materials, the thickness of the electrical insulation in different areas can vary quite a lot and such a difference cannot be compensated for by a single fitting connecting the insulated conductors. Therefore, in some embodiments, between the heating insulated conductor and the non-heating insulated conductor, a short portion of the intermediate heating insulated conductor can be used.

Диаметр сердечника промежуточного нагревающего изолированного проводника может сходить на конус от диаметра сердечника ненагревающего изолированного проводника к диаметру сердечника нагревающего проводника, если материал его сердечника аналогичен материалу сердечника ненагревающего изолированного проводника. Например, промежуточный нагревающий изолированный проводник может быть изготовлен из меди, а диаметр его сердечника может сходить на конус до такого же диаметра, как и у нагревающего изолированного проводника. Поэтому толщина электроизоляции у фитинга, соединяющего промежуточный изолированный проводник и нагревающий изолированный проводник, такая же, как и толщина электроизоляции у нагревающего изолированного проводника. Одинаковая толщина позволяет легко соединять изолированные проводники в фитинге. Промежуточный нагревающий изолированный проводник создает некоторое падение напряжения и некоторую потерю тепла из-за меньшего диаметра сердечника, однако поскольку промежуточный нагревающий изолированный проводник может быть относительно небольшим по длине, подобные потери будут минимальны.The core diameter of the intermediate insulated heating conductor may cone from the core diameter of the non-heating insulated conductor to the diameter of the core of the heating conductor if its core material is similar to the core material of the non-heating insulated conductor. For example, an intermediate heating insulated conductor may be made of copper, and the diameter of its core may cone to the same diameter as that of a heating insulated conductor. Therefore, the thickness of the electrical insulation of the fitting connecting the intermediate insulated conductor and the heating insulated conductor is the same as the thickness of the electrical insulation of the heated insulated conductor. The same thickness makes it easy to connect insulated conductors in the fitting. The intermediate heating insulated conductor creates some voltage drop and some heat loss due to the smaller core diameter, however, since the intermediate heating insulated conductor can be relatively small in length, such losses will be minimal.

По некоторым вариантам осуществления фитинг для соединения изолированных проводников спрессовывается или сжимается для улучшения электроизоляционных свойств (диэлектрических характеристик) электроизоляционного материала внутри фитинга. Например, спрессовывание электроизоляционного материала внутри фитинга позволяет улучшить равномерность электроизоляционного материала и/или устранить пустоты или иные места сопряжений в электроизоляционном материале.In some embodiments, a fitting for connecting insulated conductors is compressed or compressed to improve the electrical insulation properties (dielectric characteristics) of the electrical insulation material within the fitting. For example, the compression of the insulating material inside the fitting can improve the uniformity of the insulating material and / or eliminate voids or other joints in the insulating material.

По отдельным вариантам осуществления блоки электроизоляционного материала (например, оксида магния) спрессовываются в фитинге. По отдельным вариантам осуществления в фитинге спрессовывается порошковый электроизоляционный материал. По отдельным вариантам осуществления в фитинге используются комбинации из порошкового материала и/или блоков электроизоляционного материала. Помимо этого, могут использоваться комбинации из разных типов электроизоляционного материала (например, комбинация из оксида магния и нитрида бора).In certain embodiments, blocks of electrical insulating material (e.g., magnesium oxide) are compressed in a fitting. In certain embodiments, powder electrical insulation material is compressed in the fitting. In certain embodiments, combinations of powder material and / or blocks of electrical insulating material are used in the fitting. In addition, combinations of different types of electrical insulating material can be used (for example, a combination of magnesium oxide and boron nitride).

В рассматриваемых здесь вариантах осуществления, где используется порошковый электроизоляционный материал, порошковый материал обладает определенными свойствами, улучшающими спрессовывание (высокую плотность при спрессовывании). По отдельным вариантам осуществления порошковый материал имеет заданное распределение частиц по размерам (например, для порошкового оксида магния распределение частиц по размерам может находиться в диапазоне примерно от 100 мкм до примерно 200 мкм). Необходимый диапазон может выбираться таким образом, чтобы порошковый материал спрессовывался до необходимой плотности. Другие свойства порошкового материала, которые могут выбираться для обеспечения необходимой плотности, включают в себя, но не ограничены только ими, форму частиц, наличие примесей (например, содержание примесей, таких как кремний или кальций), фрикционные свойства стенок (угол трения о стенки), спрессовываемость при стандартном усилии (спрессовывание в цилиндре стандартного размера при одинаковом усилии) и угол бункера для обеспечения массового перетекания в бункере. Комбинация из одного или нескольких подобных свойств может указывать на спрессовываемость порошкового материала и/или способность порошкового материала течь во время сжимания или спрессовывания.In embodiments contemplated herein that use powder electrical insulating material, the powder material has certain compression improving properties (high compression density). In certain embodiments, the powder material has a predetermined particle size distribution (for example, for powdered magnesium oxide, the particle size distribution may range from about 100 microns to about 200 microns). The desired range can be selected so that the powder material is compressed to the desired density. Other properties of the powder material that can be selected to provide the desired density include, but are not limited to, particle shape, presence of impurities (e.g., content of impurities such as silicon or calcium), frictional properties of walls (angle of friction against walls) , compressibility at standard effort (compression in a standard size cylinder at the same effort) and the angle of the hopper to ensure mass flow in the hopper. A combination of one or more of these properties may indicate the compressibility of the powder material and / or the ability of the powder material to flow during compression or compression.

Фитинг, используемый для соединения изолированных проводников, может спрессовываться механически, пневматически и/или гидравлически. Спрессовывание фитинга позволяет улучшить диэлектрические характеристики электроизоляционного материала таким образом, что электроизоляционный материал может иметь диэлектрические характеристики, аналогичные диэлектрическим характеристикам электроизоляции у изолированных проводников. По отдельным вариантам осуществления диэлектрический материал, спрессованный в фитинге, может обладать более высокими диэлектрическими характеристиками, чем электроизоляция у изолированных проводников.The fitting used to connect insulated conductors can be pressed mechanically, pneumatically and / or hydraulically. Compression fitting allows to improve the dielectric characteristics of the insulating material in such a way that the insulating material can have dielectric characteristics similar to the dielectric characteristics of electrical insulation in insulated conductors. In certain embodiments, the dielectric material compressed in the fitting may have higher dielectric characteristics than the electrical insulation of insulated conductors.

Например, электроизоляция (оксид магния) у изолированного проводника обычно имеет плотность примерно от 78% до примерно 82%. Неспрессованный порошковый оксид магния может иметь плотность примерно от 50% до примерно 55%. Блоки из оксида магния могут иметь плотность примерно в 70%. По некоторым вариантам рассматриваемого здесь фитинга электроизоляция внутри фитинга после спрессовывания или сжатия имеет плотность, отличающуюся примерно не более чем на 15%, примерно не более чем на 10% или примерно не более чем на 5% от плотности изолированных проводников, соединяемых с фитингом. По отдельным вариантам рассматриваемого здесь фитинга электроизоляция внутри фитинга после спрессовывания или сжатия имеет более высокую плотность, чем плотность изолированных проводников, соединяемых с фитингом. Например, электроизоляция внутри фитинга может иметь плотность примерно до 85%.For example, electrical insulation (magnesium oxide) in an insulated conductor typically has a density of from about 78% to about 82%. Unpressed powdered magnesium oxide may have a density of from about 50% to about 55%. Magnesium oxide blocks can have a density of about 70%. According to some variants of the fitting considered here, the electrical insulation inside the fitting after compression or compression has a density that differs by approximately no more than 15%, approximately no more than 10%, or approximately no more than 5% from the density of insulated conductors connected to the fitting. According to individual versions of the fitting considered here, the electrical insulation inside the fitting after pressing or compression has a higher density than the density of insulated conductors connected to the fitting. For example, electrical insulation inside a fitting can have a density of up to about 85%.

По некоторым рассматриваемым здесь вариантам осуществления усилительная втулка или иное ослабляющее натяжение устройство помещается вблизи или рядом с муфтой соединения изолированных проводников. На фиг.38 изображен один из вариантов осуществления усилительных втулок 328 на соединенных изолированных проводниках 212А, 212В. Усилительные втулки 328 обеспечивают ослабление натяжения для увеличения прочности соединения между изолированными проводниками. Усилительные втулки 328 позволяют наматывать, разматывать и натягивать с напряжением соединенные изолированные проводники для установки/извлечения в стволах скважин и/или в монтажном канале (например, койлтюбинговой установке).In some embodiments discussed herein, a reinforcing sleeve or other tension-relieving device is placed near or adjacent to an insulated conductor coupling. On Fig shows one of the embodiments of the amplification bushings 328 on connected insulated conductors 212A, 212B. Reinforcing sleeves 328 provide strain relief to increase bond strength between insulated conductors. Reinforcing sleeves 328 allow you to reel, unwind and tension connected insulated conductors for installation / extraction in wellbores and / or in the installation channel (for example, a coiled tubing installation).

На фиг.39 показано изображение в разобранном виде по другому варианту осуществления фитинга 270, используемого для соединения изолированных проводников 212А, 212В, 212С. По некоторым вариантам осуществления фитинг 270 включает в себя фитинг 274 для ослабления натяжения, электрическую шину 330, цилиндр 332 и концевую крышку 272. На фиг.40-47 изображен один из вариантов осуществления способа для установки фитинга 270 на концах изолированных проводников 212А, 212В, 212С.Fig. 39 shows an exploded view of another embodiment of a fitting 270 used to connect insulated conductors 212A, 212B, 212C. In some embodiments, the fitting 270 includes a strain relief fitting 274, an electric bus 330, a cylinder 332, and an end cap 272. FIGS. 40-47 show one embodiment of a method for mounting the fitting 270 at the ends of insulated conductors 212A, 212B, 212C.

На фиг.40 изолированные проводники 212А, 212В, 212С проходят через продольные отверстия в фитинге 274 для ослабления натяжения. Фитинг 274 для ослабления натяжения может быть концевой заделкой для изолированных проводников 212А, 212В, 212С. После помещения изолированных проводников 212А, 212В, 212С в фитинг 274 для ослабления натяжения, изолированные проводники 212А, 212В, 212С выравниваются в фитинге 274 для ослабления натяжения, а часть сердечников 214А, 214В, 214С, выступающих из фитинга, оголяется. Сердечники 214А, 214В, 214С оголяются путем удаления концевых участков оболочек и электроизоляции с изолированных проводников 212А, 212В, 212С, проходящих через фитинг 274 для ослабления натяжения.40, insulated conductors 212A, 212B, 212C extend through longitudinal holes in fitting 274 to relieve tension. The strain relief fitting 274 may be terminated for insulated conductors 212A, 212B, 212C. After the insulated conductors 212A, 212B, 212C are placed in the fitting 274 to relieve tension, the insulated conductors 212A, 212B, 212C are aligned in the fitting 274 to relieve tension, and some of the cores 214A, 214B, 214C protruding from the fitting are exposed. Cores 214A, 214B, 214C are exposed by removing the ends of the shells and electrical insulation from insulated conductors 212A, 212B, 212C passing through fitting 274 to relieve tension.

По некоторым вариантам осуществления концевые участки сердечников 214А, 214В, 214С, проходящих через фитинг 274 для ослабления натяжения, припаяны к фитингу для ослабления натяжения. Примеры материалов для пайки включают в себя, но не ограничены только ими, никелевые припои, такие как AWS 5.8 BNi-2 для материалов с низким содержанием серы и AWS 5.8 BNi-5A для материалов с высоким содержанием серы. Материал для пайки может быть текучим во время пайки, заполняя и герметизируя зазоры между сердечниками 214А, 214В, 214С и фитингом 274 для ослабления натяжения. Герметизация зазоров не позволяет текучей среде затекать внутрь фитинга 270. Припаивание концевых участков сердечников 214А, 214В, 214С к фитингу 274 для ослабления натяжения позволяет расположить сердечники ближе друг к другу и уменьшить размер фитинга для ослабления натяжения. Уменьшение фитинга 274 для ослабления натяжения позволяет уменьшить диаметр фитинга 270 и ствола скважины, поскольку обычно именно концевая заделка (фитинг 270) является ключевым фактором, определяющим размер ствола скважины. По отдельным вариантам осуществления оболочки изолированных проводников 212А, 212В, 212С соединены с фитингом 274 для ослабления натяжения. Например, оболочки могут быть приварены (сплошным швом внахлестку) к фитингу 274 для ослабления натяжения.In some embodiments, the end portions of the cores 214A, 214B, 214C passing through the fitting 274 to relieve tension are soldered to the fitting to relieve tension. Examples of soldering materials include, but are not limited to, nickel solders such as AWS 5.8 BNi-2 for low sulfur materials and AWS 5.8 BNi-5A for high sulfur materials. The soldering material may be fluid during soldering, filling and sealing the gaps between the cores 214A, 214B, 214C and fitting 274 to relieve tension. Sealing the gaps does not allow fluid to flow into the fitting 270. Soldering the end portions of the cores 214A, 214B, 214C to the fitting 274 to relieve tension allows the cores to be closer to each other and to reduce the size of the fitting to relieve tension. Reducing the fitting 274 to ease the tension reduces the diameter of the fitting 270 and the wellbore, since it is usually the termination (fitting 270) that is the key factor in determining the size of the wellbore. In certain embodiments, the sheath of insulated conductors 212A, 212B, 212C is connected to fitting 274 to relieve tension. For example, sheaths may be welded (with a continuous lap seam) to fitting 274 to relieve tension.

На фиг.41 первый цилиндр 332А соединен с торцом фитинга 274 для ослабления натяжения с выступающими сердечниками 214А, 214В, 214С. Первый цилиндр 332А может быть приварен по месту к торцу фитинга 274 для ослабления натяжения. Продольная длина первого цилиндра 332А может быть короче выступающих сердечников 214А, 214В, 214С. Поэтому по меньшей мере часть сердечников может выступать за пределы длины первого цилиндра 332А.41, a first cylinder 332A is connected to the end face of the fitting 274 to relieve tension with protruding cores 214A, 214B, 214C. The first cylinder 332A may be welded locally to the end of fitting 274 to relieve tension. The longitudinal length of the first cylinder 332A may be shorter than the protruding cores 214A, 214B, 214C. Therefore, at least a portion of the cores may extend beyond the length of the first cylinder 332A.

После соединения первого цилиндра 332А с фитингом 274 для ослабления натяжения цилиндр заполняется электроизоляционным материалом, который частично покрывает сердечники 214А, 214В, 214С, как это показано на фиг.42. Поэтому по меньшей мере часть сердечников выступает над электроизоляционным материалом 256. Электроизоляционный материал 256 может включать в себя порошковый материал и/или блоки электроизоляционного материала (например, из оксида магния). По некоторым вариантам осуществления электроизоляционный материал 256 спрессовывается внутри первого цилиндра 332А. Электроизоляционный материал 256 может спрессовываться гидравлически и/или механически при помощи спрессовывающего инструмента. Например, усилие к спрессовывающему инструменту может прикладываться при помощи поршня гидравлического пресса. На фиг.48 изображен один из вариантов осуществления спрессовывающего инструмента 334А, который может использоваться для спрессовывания электроизоляционного материала 256. В спрессовывающем инструменте 334А могут иметься отверстия, позволяющие одевать инструмент на сердечники 214А, 214В, 214С при спрессовывании электроизоляционного материала. После спрессовывания во время вышеуказанного и последующих этапов на поверхности электроизоляционного материала могут образовываться рубцы. Рубцы на поверхности электроизоляционного материала 256 улучшают сцепление между слоями электроизоляционного материала во время спрессовывания слоев.After connecting the first cylinder 332A to the fitting 274 to relieve tension, the cylinder is filled with an insulating material that partially covers the cores 214A, 214B, 214C, as shown in Fig. 42. Therefore, at least a portion of the cores protrudes above the electrical insulation material 256. The electrical insulation material 256 may include powder material and / or blocks of electrical insulation material (eg, magnesium oxide). In some embodiments, the insulating material 256 is compressed inside the first cylinder 332A. The insulating material 256 may be compressed hydraulically and / or mechanically using a compression tool. For example, a force can be applied to the compression tool using a piston of a hydraulic press. On Fig depicted one of the embodiments of the compression tool 334A, which can be used to compress the insulating material 256. The compression tool 334A may have holes that allow you to wear the tool on the cores 214A, 214B, 214C when compressing the insulating material. After pressing during the above and subsequent steps, scars may form on the surface of the electrical insulating material. Scars on the surface of the insulating material 256 improve adhesion between the layers of the insulating material during the compaction of the layers.

По некоторым вариантам осуществления, после спрессовывания электроизоляционного материала 256 в цилиндре 332А, выступающие части сердечников 214А, 214В, 214С соединяются с электрической шиной 330, как это показано на фиг.43. Электрическая шина 330 может быть, например, изготовлена из меди или другого материала, подходящего для электрического соединения сердечников 214А, 214В, 214С между собой. По отдельным вариантам осуществления электрическая шина 330 приваривается к сердечникам 214А, 214В, 214С.In some embodiments, after pressing the insulating material 256 in the cylinder 332A, the protruding parts of the cores 214A, 214B, 214C are connected to the busbar 330, as shown in FIG. 43. The busbar 330 may, for example, be made of copper or other material suitable for electrically connecting the cores 214A, 214B, 214C to each other. In certain embodiments, the busbar 330 is welded to the cores 214A, 214B, 214C.

После соединения электрической шины 330 с сердечниками 214А, 214В, 214С второй цилиндр 332В может соединяться с первым цилиндром 332А, образуя цилиндр 332 вокруг выступающих частей сердечников, как это показано на фиг.44. По отдельным вариантам осуществления цилиндр 332 является единственным цилиндром, соединяемым с фитингом 274 для ослабления натяжения во время единственного этапа. По отдельным вариантам осуществления цилиндр 332 включает в себя один или несколько цилиндров, соединяемых с фитингом 274 для ослабления натяжения во время нескольких этапов.After connecting the busbar 330 to the cores 214A, 214B, 214C, the second cylinder 332B can connect to the first cylinder 332A, forming a cylinder 332 around the protruding parts of the cores, as shown in Fig.44. In certain embodiments, cylinder 332 is the only cylinder coupled to fitting 274 to relieve tension during a single step. In certain embodiments, cylinder 332 includes one or more cylinders coupled to fitting 274 to ease tension during several stages.

Второй цилиндр 332В может привариваться по месту к торцу первого цилиндра 332А. Как показано на фиг.44, продольная длина готового цилиндра 332 может превышать длину выступающих сердечников 214А, 214В, 214С. Поэтому сердечники могут находиться в пределах границ цилиндра 332.The second cylinder 332B may be welded locally to the end face of the first cylinder 332A. As shown in FIG. 44, the longitudinal length of the finished cylinder 332 may exceed the length of the protruding cores 214A, 214B, 214C. Therefore, the cores may be within the boundaries of the cylinder 332.

После формирования цилиндра 332 электроизоляционный материал 256 добавляется в цилиндр почти до уровня верхней части сердечников 214А, 214В, 214С и электрической шины 330, как это показано на фиг.45. По некоторым вариантам осуществления электроизоляционный материал 256, находящийся на уровне по фиг.45, спрессовывается (например, спрессовывается механически). На фиг.49 изображен один из вариантов осуществления спрессовывающего инструмента 334В, который может использоваться для спрессовывания электроизоляционного материала 256. У спрессовывающего инструмента 334В может иметься кольцеобразная деталь, позволяющая устанавливать инструмент на электрическую шину 330 и сердечники 214А, 214В, 214С во время спрессовывания электроизоляционного материала.After forming the cylinder 332, the insulating material 256 is added to the cylinder almost to the level of the upper part of the cores 214A, 214B, 214C and the busbar 330, as shown in Fig. 45. In some embodiments, the insulating material 256, which is at the level of FIG. 45, is compressed (for example, mechanically pressed). On Fig shows one of the embodiments of the compression tool 334B, which can be used to compress the insulating material 256. The compression tool 334B may have an annular part that allows you to install the tool on the bus bar 330 and the cores 214A, 214B, 214C during compression of the insulating material .

После спрессовывания материала на уровне верхней части электрической шины 330 и сердечников 214А, 214В, 214С в цилиндр добавляется дополнительный электроизоляционный материал 256 для полного покрытия электрической шины и сердечников, как это показано на фиг.46. Таким образом, сердечники и электрическая шина, по существу, упаковываются в электроизоляционный материал 256. По некоторым вариантам осуществления электроизоляционный материал 256, добавляемый в цилиндр 332 для упаковывания сердечников, спрессовывается (например, спрессовывается механически). На фиг.50 изображен один из вариантов осуществления спрессовывающего инструмента 334С, который может использоваться для окончательного спрессовывания электроизоляционного материала 256.After compressing the material at the level of the upper part of the busbar 330 and the cores 214A, 214B, 214C, additional insulating material 256 is added to the cylinder to completely cover the busbar and cores, as shown in Fig. 46. Thus, the cores and busbar are essentially packaged in an insulating material 256. In some embodiments, the insulating material 256 added to the core packing cylinder 332 is compressed (for example, mechanically pressed). On Fig depicts one embodiment of a compression tool 334C, which can be used for the final compression of the insulating material 256.

После окончательного спрессовывания электроизоляционного материала 256 концевая крышка 272 соединяется (приваривается) к цилиндру 332, образуя фитинг 270. По отдельным вариантам осуществления форма концевой крышки используется в качестве направляющих при установке изолированных проводников 212А, 212В, 212С в стволе скважины или установочном устройстве (например, койлтюбинговой установке). По отдельным вариантам осуществления фитинг 270 используется с изолированными проводниками в качестве однофазных нагревателей. Например, фитинг 270 может использоваться с двумя изолированными проводниками, соединенными в виде шпилечного соединения внутри фитинга, при котором один изолированный проводник используется в качестве питающего проводника, а другой - в качестве обратного провода. Фитинг 270 также может использоваться с одним изолированным проводником, в этом случае оболочка изолированного проводника используется для возврата тока на поверхность пласта.After the final pressing of the insulating material 256, the end cap 272 is connected (welded) to the cylinder 332, forming a fitting 270. In some embodiments, the shape of the end cap is used as guides when installing insulated conductors 212A, 212B, 212C in the wellbore or installation device (for example, coil fitting). In certain embodiments, fitting 270 is used with insulated conductors as single-phase heaters. For example, fitting 270 may be used with two insulated conductors connected as a threaded connection within the fitting, in which one insulated conductor is used as the supply conductor and the other as the return wire. Fitting 270 can also be used with one insulated conductor, in which case the sheath of the insulated conductor is used to return current to the formation surface.

Механическое спрессовывание электроизоляционного материала внутри фитинга 270 позволяет получить фитинг с более высокой механической прочностью от пробивного напряжением и/или более высокой рабочей температурой, чем у фитингов, заполненных электроизоляционным материалом и подвергаемых вибрации для спрессовывания электроизоляционного материала. Например, фитинг 270 может эксплуатироваться при напряжениях примерно свыше 6 кВ и температурах примерно свыше 700°C. Поскольку фитинг 270 (концевая заделка фитинга) может эксплуатироваться при температурах свыше примерно 700°C, фитинг может использоваться в нагреваемых слоях подземного пласта (например, слоях, подвергаемых пиролизации). Поэтому торец нагревателя не нужно помещать в более холодную часть пласта, а ствол скважины нагревателя, возможно, не потребуется бурить столь глубоко в пласте или в разных типах пластов.Mechanical compression of the insulating material inside the fitting 270 allows you to get a fitting with a higher mechanical strength from breakdown voltage and / or higher operating temperature than fittings filled with insulating material and subjected to vibration to compress the insulating material. For example, fitting 270 can be operated at voltages greater than about 6 kV and temperatures greater than about 700 ° C. Since fitting 270 (end termination of the fitting) can be operated at temperatures above about 700 ° C, the fitting can be used in heated layers of a subterranean formation (e.g., pyrolyzed layers). Therefore, the end face of the heater does not need to be placed in the colder part of the formation, and the heater wellbore may not need to be drilled so deep in the formation or in different types of formations.

По некоторым вариантам осуществления вышедший из строя трехфазный нагреватель преобразуется в однофазный с использованием того же самого источника питания. Если, например, один участок трехфазного нагревателя выходит из строя (замыкает на массу), то остальные два участка нагревателя могут использоваться в качестве однофазного нагревателя, в котором один участок выступает в качестве питающего проводника, а другой участок выступает в качестве обратного провода. Для перевода нагревателя в однофазный режим между нейтральным проводом источника трехфазного питания (трансформатором) и замкнувшим на массу участком нагревателя устанавливается резистор с высоким импедансом. Резистор устанавливается последовательно с замкнувшим на массу участком нагревателя. За счет высокого сопротивления резистора напряжение снимается с замкнувшего на массу участка и подается на резистор. Таким образом, резистор используется для снятия электропитания с замкнувшего на массу участка так чтобы через замкнувший на массу участок проходит слабый ток, либо ток вообще не проходит. После подключения резистора между нейтральным проводом трансформатора и замкнувшим на массу участком остальные два участка нагревателя работают в однофазном режиме таким образом, что ток, проходящий через один участок, проходит через концевую заделку и возвращается на другой участок.In some embodiments, a failed three-phase heater is converted to a single-phase heater using the same power source. If, for example, one section of a three-phase heater fails (shorts to ground), then the other two sections of the heater can be used as a single-phase heater, in which one section acts as a supply conductor and the other section acts as a return wire. To transfer the heater into single-phase mode, a resistor with a high impedance is installed between the neutral wire of the three-phase power source (transformer) and the shorted circuit of the heater. The resistor is installed in series with the heater circuit shorted to ground. Due to the high resistance of the resistor, the voltage is removed from the circuit shorted to ground and fed to the resistor. Thus, the resistor is used to remove power from the circuit shorted to ground so that a weak current passes through the shorted circuit to ground or the current does not pass at all. After connecting the resistor between the neutral wire of the transformer and the part shorted to ground, the remaining two sections of the heater operate in single-phase mode so that the current passing through one section passes through the end termination and returns to another section.

При использовании нагревателя в трехфазном режиме напряжение на концевой заделке приближается к нулю, поскольку три участка сдвинуты по фазе на 120° для балансирования напряжений между тремя участками (напряжение не может быть полностью равно нулю, если между участками контура существует любой дисбаланс). Концевая заделка трехфазного нагревателя обычно изолирована от массы. При переводе нагревателя в однофазный режим напряжение на концевой заделке увеличивается с напряжения почти равного нулю до примерно половины выходного напряжения источника питания. Напряжение на концевой заделке увеличивается при эксплуатации в однофазном режиме, поскольку в данном случае ток проходит через два рабочих участка линейно, а концевая заделка находится в средней точке цепи. Например, при эксплуатации в трехфазном режиме от источника питания в 480 В, напряжение на каждом из участков может составлять примерно 277 В, а на концевой заделке, внизу нагревателя - примерно 0 В. После перевода в однофазный режим эксплуатации, с последовательно установленным резистором на замкнутом на массу участке, участки, работающие в однофазном режиме, создают напряжение примерно в 240 В на концевой заделке, внизу нагревателя.When using the heater in three-phase mode, the voltage at the termination is close to zero, since the three sections are phase shifted by 120 ° to balance the voltages between the three sections (the voltage cannot be completely zero if there is any imbalance between the sections of the circuit). The termination of a three-phase heater is usually insulated from ground. When the heater is switched to single-phase mode, the voltage at the termination increases from a voltage of almost zero to about half the output voltage of the power source. The voltage at the end termination increases during operation in single-phase mode, since in this case the current passes through two working sections linearly, and the end termination is at the midpoint of the circuit. For example, when operating in three-phase mode from a power supply of 480 V, the voltage in each of the sections can be approximately 277 V, and at the end termination, at the bottom of the heater, approximately 0 V. After switching to single-phase operation, with a resistor in series with a closed on the mass of the plot, the plots operating in single-phase mode create a voltage of approximately 240 V at the termination, at the bottom of the heater.

Поскольку напряжение для нагрева подземного или углеводородсодержащего пласта до температуры подвижности и/или пиролиза обычно бывает очень высоким из-за большой длины проводников (например, около 1 кВ или выше), концевая заделка, для того, чтобы ее можно было использовать в однофазном режиме, должна выдерживать еще более высокое напряжение. Концевые заделки, используемые в настоящее время для подземного нагревания, обычно не могут эксплуатироваться при столь высоком напряжении. Между тем, поскольку фитинг 270 может работать при напряжениях свыше 6 кВ, фитинг 270 позволяет преобразовывать вышедший из строя высоковольтный трехфазный подземный нагреватель для эксплуатации в однофазном режиме. ПримерыSince the voltage for heating an underground or hydrocarbon-containing formation to the temperature of mobility and / or pyrolysis is usually very high due to the large length of the conductors (for example, about 1 kV or higher), the termination, so that it can be used in single-phase mode, must withstand even higher voltage. Terminations currently used for underground heating typically cannot be operated at such high voltages. Meanwhile, since fitting 270 can operate at voltages above 6 kV, fitting 270 allows you to convert a failed high-voltage three-phase underground heater for operation in a single-phase mode. Examples

Ниже приведены неограничивающие примеры.The following are non-limiting examples.

Образцы с использованием варианта осуществления фитинга по фиг.5 Используя вариант осуществления фитинга 250, аналогичный варианту осуществления по фиг.5, при помощи гидравлического пресса были изготовлены образцы со средневольтным изолированным проводником, пригодным для использования в подземном нагревателе, расположенным с одной стороны фитинга, и средневольтным изолированным проводником, пригодным для использования в качестве кабеля в перекрывающей породе, расположенным с другой стороны фитинга. В качестве электроизоляционного материала в фитинге использовался оксид магния. Длина образцов от одного конца проводника с минеральной изоляцией до другого составляла 1.829 м. Перед проведением электрических испытаний образцы были помещены в печь длиной 1.981 ми высушены при температуре 454.4°C в течение 30 ч. После охлаждения до 65.56°C концы проводников с минеральной изоляцией были загерметизированы эпоксидной смолой. После этого образцы были помещены в печь длиной 0.9144 м для разогрева образцов, а затем на образцы было подано напряжение с использованием измерителя высокого напряжения на 5 кВ (максимум), способного измерять как общие, так и фактические компоненты тока утечки. Три термопары были установлены на образцы и усреднены для проведения температурных измерений. Образцы были помещены в печь таким образом, чтобы фитинг находился в центре печи. При помощи измерителя высокого напряжения был измерены параметры внешнего постоянного тока и токи утечки переменного тока.Samples using the fitting embodiment of FIG. 5 Using a fitting embodiment of 250 similar to the embodiment of FIG. 5, samples were made using a hydraulic press with a medium voltage insulated conductor suitable for use in an underground heater located on one side of the fitting, and medium-voltage insulated conductor, suitable for use as a cable in an overlapping rock, located on the other side of the fitting. Magnesium oxide was used as an insulating material in the fitting. The length of the samples from one end of the mineral-insulated conductor to the other was 1.829 m. Before conducting the electrical tests, the samples were placed in a 1.981-m long oven, dried at 454.4 ° C for 30 hours. After cooling to 65.56 ° C, the ends of the mineral-insulated conductors were sealed with epoxy resin. After that, the samples were placed in a 0.9144 m long furnace to heat the samples, and then voltage was applied to the samples using a 5 kV high voltage meter (maximum) capable of measuring both the general and actual components of the leakage current. Three thermocouples were mounted on the samples and averaged for temperature measurements. Samples were placed in the furnace so that the fitting was in the center of the furnace. Using a high voltage meter, the parameters of the external direct current and the leakage currents of the alternating current were measured.

Всего было испытано восемь образцов при температуре около 537.8°C и напряжении до 5 кВ. У одного образца, испытанного при 5 кВ ток утечки составил 2.28 мА, а у другого ток утечки составил 6.16 мА. У трех других образцов, испытанных при напряжении в 5 кВ, сердечники которых были параллельно соединены между собой, совокупный ток утечки составил 11.7 мА или в среднем 3.9 мА на кабель, при этом три образца функционировали устойчиво. У еще трех образцов, испытанных при напряжении в 4.4 кВ, сердечники которых были параллельно соединены между собой, совокупный ток утечки составил 4.39 мА, однако они не смогли выдержать более высокое напряжение без размыкания измерителя высокого напряжения (это происходило, когда ток утечки превышал 40 мА). Один из образцов, прошедший испытание при 5 кВ, был дополнительно испытан при окружающей температуре до пробоя. Пробой произошел при напряжении в 11 кВ.A total of eight samples were tested at a temperature of about 537.8 ° C and a voltage of up to 5 kV. For one sample tested at 5 kV, the leakage current was 2.28 mA, and for another, the leakage current was 6.16 mA. Three other samples tested at a voltage of 5 kV, whose cores were connected in parallel, had a total leakage current of 11.7 mA or 3.9 mA on average per cable, while the three samples were stable. Three more samples tested at 4.4 kV, the cores of which were connected in parallel, had a combined leakage current of 4.39 mA, but they could not withstand a higher voltage without opening the high voltage meter (this occurred when the leakage current exceeded 40 mA ) One of the samples tested at 5 kV was additionally tested at ambient temperature before breakdown. The breakdown occurred at a voltage of 11 kV.

Всего одиннадцать других образцов были изготовлены для проведения дополнительных испытаний на пробой при окружающей температуре. У трех образцов минеральная изоляция изолированных проводников была разрезана перпендикулярно оболочке, тогда как у восьми других образцов минеральная изоляция изолированных проводников была разрезана под углом в 30° к оболочке. Из первых трех образцов с перпендикулярным разрезом первый образец выдержал до пробоя напряжение вплоть до 10.5 кВ, второй образец выдержал до пробоя напряжение вплоть до 8 кВ, тогда как третий образец выдержал до пробоя лишь напряжение в 500 В, что указывает на производственный брак в третьем образце. Из восьми образцов с разрезом в 30° два образца выдержали до пробоя напряжение в 10 кВ, три образца выдержали до пробоя напряжение от 8 кВ до 9.5 кВ, а три образца не выдержали напряжения или выдержали напряжение менее 750 В, что указывает на производственный брак в этих трех образцах. Образцы с использованием варианта осуществления фитинга по фиг.8 В Были изготовлены три образца с использованием варианта осуществления фитинга 270, аналогичного варианту осуществления по фиг.8 В. Образцы были изготовлены с двумя изолированными проводниками вместо трех и прошли испытания на пробой при окружающей температуре. Один образец выдержал до пробоя напряжение в 5 кВ, второй образец выдержал до пробоя напряжение в 4.5 кВ, а третий образец смог выдержать лишь напряжение в 500 В, что указывает на производственный брак.Only eleven other samples were made for additional breakdown tests at ambient temperature. In three samples, the mineral insulation of insulated conductors was cut perpendicular to the shell, while in eight other samples, the mineral insulation of insulated conductors was cut at an angle of 30 ° to the shell. Of the first three samples with a perpendicular cut, the first sample withstood up to 10.5 kV before the breakdown, the second sample withstood up to 8 kV until the breakdown, while the third sample withstood only 500 V before the breakdown, which indicates production defect in the third sample . Of the eight samples with a 30 ° cut, two samples withstood a voltage of 10 kV before the breakdown, three samples withstood a voltage from 8 kV to 9.5 kV until the breakdown, and three samples could not withstand voltage or withstand voltage less than 750 V, which indicates production defect these three samples. Samples using the fitting embodiment of FIG. 8B. Three samples were manufactured using the fitting embodiment of 270, similar to the embodiment of FIG. 8B. Samples were made with two insulated conductors instead of three and were tested for breakdown at ambient temperature. One sample withstood a voltage of 5 kV before the breakdown, the second sample withstood a voltage of 4.5 kV before the breakdown, and the third sample could only withstand a voltage of 500 V, which indicates manufacturing defects.

Образцы с использованием варианта осуществления фитинга по фиг.14 и 15 Образцы с использованием варианта осуществления фитинга 298, аналогичного варианту осуществления по фиг.14 и 15, использовались для соединения двух изолированных проводников с наружными диаметрами 3.048 см и диаметром сердечников 1.778 см. В качестве электроизоляционного материала использовался порошковый MgO (фирмы Muscle Shoals Minerals, г.Гринвиль, штат Теннеси, США). Фитинг был изготовлен из труб нержавеющей стали марки 347Н, его внешний диаметр составлял 3.81 см, толщина стенок - 3.175 мм, а длина 17.78 см. Образцы были помещены в печь, нагреты до 565.6°C и прошли цикл испытаний при подаче разных напряжений вплоть до 3.4 кВ. Образцы оказались работоспособны при всех напряжениях, но не смогли выдержать более высокого напряжения без размыкания измерителя высокого напряжения.Samples using the fitting embodiment of FIGS. 14 and 15 Samples using the fitting embodiment of FIG. 298, similar to the embodiment of FIGS. 14 and 15, were used to connect two insulated conductors with an outer diameter of 3.048 cm and a core diameter of 1.778 cm. As an electrical insulating The material was used MgO powder (Muscle Shoals Minerals, Greenville, Tennessee, USA). The fitting was made of 347H stainless steel pipes, its external diameter was 3.81 cm, the wall thickness was 3.175 mm, and its length was 17.78 cm. The samples were placed in a furnace, heated to 565.6 ° C and passed a test cycle with different voltages up to 3.4 kV The samples turned out to be operable at all voltages, but could not withstand a higher voltage without opening the high voltage meter.

Во время второго испытания образцы, аналогичные образцам, рассмотренным выше, прошли короткий цикл испытаний на усталость при изгибе, а затем прошли электрические испытания в печи. Подобные образцы были помещены в печь, нагреты до 565.6°C и прошли цикл испытаний при подаче разных напряжениях в 350 В, 600 В, 800 В, 1000 В, 1200 В, 1400 В, 1600 В, 1900 В, 2200 В и 2500 В. Значение токов утечки и устойчивость образцов оказались приемлемыми вплоть до напряжения 1900 В. Использование способов дополнительного уменьшения интенсивности электрического поля, таких как скашивание, сглаживание или скругление краев фитинга или добавление ослабителей напряжения электрического поля внутрь фитинга позволяет расширить рабочий диапазон фитинга.During the second test, samples similar to those discussed above underwent a short cycle of bending fatigue tests and then underwent electrical tests in a furnace. Such samples were placed in an oven, heated to 565.6 ° C and passed a test cycle with different voltages of 350 V, 600 V, 800 V, 1000 V, 1200 V, 1400 V, 1600 V, 1900 V, 2200 V and 2500 V The value of the leakage currents and the stability of the samples turned out to be acceptable up to a voltage of 1900 V. Using methods to further reduce the intensity of the electric field, such as mowing, smoothing or rounding the edges of the fitting or adding attenuators of the electric field inside the fitting, allows you to expand the working range of the fitting.

Следует понимать, что изобретение не ограничено конкретными рассмотренными системами, которые, разумеется, могут отличаться. Следует понимать, что используемая здесь терминология относится лишь к описанию конкретных вариантов осуществления и не является ограничительной. В настоящем описании изобретения формы единственного числа артиклей "a", "an" и "the" включают в себя формы множественного числа, если из контекста прямо не следует обратное. Так, например, ссылка на «сердечник» включает в себя комбинацию из двух или нескольких сердечников, а ссылка на «материал» включает в себя смесь из материалов.It should be understood that the invention is not limited to the particular systems considered, which, of course, may differ. It should be understood that the terminology used here refers only to the description of specific embodiments and is not restrictive. In the present description of the invention, the singular forms of the articles "a", "an" and "the" include the plural forms, unless the context directly indicates otherwise. For example, a reference to a “core” includes a combination of two or more cores, and a reference to a “material” includes a mixture of materials.

После ознакомления с настоящим описанием изобретения специалистам в данной области техники станут очевидны другие модификации и альтернативные варианты осуществления различных аспектов изобретения.After reading the present description of the invention, other modifications and alternative embodiments of various aspects of the invention will become apparent to those skilled in the art.

Поэтому настоящее описание изобретения следует рассматривать исключительно в качестве иллюстративного, цель которого заключается в том, чтобы объяснить специалистам в данной области техники общий подход по реализации изобретения. Следует понимать, что показанные и рассмотренные здесь формы изобретения являются на данный момент предпочтительными вариантами его осуществления. Элементы и материалы могут быть заменены на другие изображенные и рассмотренные здесь элементы и материалы, порядок частей и процессов может быть изменен, а некоторые признаки изобретения могут быть использованы по отдельности, на усмотрение специалистов в данной области техники, ознакомившихся с настоящим описанием изобретения. В рассмотренные здесь элементы могут быть внесены изменения, не выходя за объем и сущность изобретения в том виде как оно изложено в прилагаемой формуле изобретения.Therefore, the present description of the invention should be considered solely as illustrative, the purpose of which is to explain to specialists in this field of technology a General approach for implementing the invention. It should be understood that the forms of the invention shown and discussed herein are currently preferred options for its implementation. Elements and materials may be replaced by other elements and materials depicted and discussed herein, the order of parts and processes may be changed, and some features of the invention may be used individually, at the discretion of those skilled in the art who have read the present description of the invention. Changes may be made to the elements discussed herein without departing from the scope and spirit of the invention as set forth in the appended claims.

Claims (13)

1. Способ соединения концов двух изолированных проводников, включающий в себя:
соединение концевого участка сердечника первого изолированного проводника с концевым участком сердечника второго изолированного проводника, при этом по меньшей мере часть концевых участков сердечников по меньшей мере частично оголена;
помещение электроизоляционного материала поверх оголенных участков сердечников;
помещение втулки поверх концевых участков двух соединяемых изолированных проводников, причем втулка имеет один или несколько поднятых участков, при этом концевые участки содержат оголенные участки сердечников;
соединение втулки с оболочками изолированных проводников; и
механическое сжатие поднятых участков втулки до тех пор, пока поднятые участки втулки не будут иметь диаметр, по существу, аналогичный диаметру остальной части втулки, причем при сжатии поднятых участков втулки происходит спрессовывание электроизоляционного материала внутри втулки.
1. The method of connecting the ends of two insulated conductors, including:
connecting the end portion of the core of the first insulated conductor with the end portion of the core of the second insulated conductor, with at least a portion of the end portions of the cores at least partially exposed;
placement of electrical insulation material over exposed core sections;
placing the sleeve over the end sections of two connected insulated conductors, the sleeve having one or more raised sections, while the end sections contain bare core sections;
connection of the sleeve with the shells of insulated conductors; and
mechanical compression of the raised portions of the sleeve until the raised portions of the sleeve have a diameter substantially similar to the diameter of the rest of the sleeve, and when compressing the raised portions of the sleeve, the insulating material is compressed inside the sleeve.
2. Способ по п. 1, в котором механическое сжатие поднятых участков втулки является радиальным сжатием поднятых участков.2. The method according to claim 1, in which the mechanical compression of the raised sections of the sleeve is a radial compression of the raised sections. 3. Способ по п. 1, в котором втулка имеет такую длину и расположена таким образом, что длина втулки, по существу, соответствует зазору между неоголенными участками изолированных проводников.3. The method according to p. 1, in which the sleeve has such a length and is arranged so that the length of the sleeve essentially corresponds to the gap between the bare parts of insulated conductors. 4. Способ по п. 1, в котором по меньшей мере один из изолированных проводников содержит сердечник, по меньшей мере частично окруженный электроизолятором и внешней оболочкой, причем внешняя оболочка по меньшей мере частично окружает электроизолятор.4. The method according to p. 1, in which at least one of the insulated conductors contains a core at least partially surrounded by an electrical insulator and an outer shell, and the outer shell at least partially surrounds the electrical insulator. 5. Способ по п. 1, дополнительно включающий в себя оголение сердечника по меньшей мере одного из изолированных проводников путем снятия части электроизолятора и внешней оболочки, окружающей сердечник, на конце по меньшей мере одного из изолированных проводников.5. The method according to claim 1, further comprising exposing the core of at least one of the insulated conductors by removing part of the insulator and the outer shell surrounding the core at the end of at least one of the insulated conductors. 6. Способ по п. 1, в котором электроизоляционный материал является блоками электроизоляционного материала и/или порошковым электроизоляционным материалом.6. The method according to p. 1, in which the insulating material is blocks of insulating material and / or powder insulating material. 7. Способ по п. 1, в котором электроизоляционный материал является блоками электроизоляционного материала, форма внутренних поверхностей которого соответствует внешним поверхностям концевых участков по меньшей мере частично оголенных сердечников.7. The method according to p. 1, in which the insulating material is blocks of insulating material, the shape of the inner surfaces of which corresponds to the outer surfaces of the end sections of at least partially exposed cores. 8. Способ по п. 1, дополнительно включающий в себя соединение одной или нескольких ослабляющих натяжение втулок по меньшей мере с одним из изолированных проводников возле или рядом с внешней втулкой.8. The method according to claim 1, further comprising connecting one or more strain relief bushings with at least one of the insulated conductors near or adjacent to the outer sleeve. 9. Способ по п. 1, в котором втулка приварена к оболочкам изолированных проводников.9. The method according to p. 1, in which the sleeve is welded to the shells of insulated conductors. 10. Способ по п. 1, дополнительно включающий в себя приложение давления к втулке для дополнительного вдавливания втулки в порошковый материал и дополнительного спрессовывания порошкового материала.10. The method according to p. 1, further comprising applying pressure to the sleeve for additional pressing the sleeve into the powder material and additional pressing of the powder material. 11. Способ по п. 1, дополнительно включающий в себя формирование по меньшей мере одного скоса на концевом участке по меньшей мере одного из изолированных проводников.11. The method according to p. 1, further comprising forming at least one bevel at the end portion of at least one of the insulated conductors. 12. Способ по п. 1, в котором внутри втулки дополнительно имеется спрессованный электроизоляционный материал, при этом электроизоляционный материал имеет плотность, которая по меньшей мере составляет примерно 15% от плотности по меньшей мере одного из изолированных проводников.12. The method according to p. 1, in which the inside of the sleeve additionally has a compressed insulating material, while the insulating material has a density that is at least about 15% of the density of at least one of the insulated conductors. 13. Способ обработки подземного пласта, включающий в себя:
помещение одного или нескольких нагревателей в углеводородный пласт, при этом один из нагревателей изготовлен способом по любому из пп. 1-12; и
обеспечение передачи тепла от одного или нескольких нагревателей на один или несколько участков углеводородного пласта.
13. A method of treating an underground formation, including:
the placement of one or more heaters in a hydrocarbon reservoir, while one of the heaters is made by the method according to any one of paragraphs. 1-12; and
providing heat transfer from one or more heaters to one or more sections of the hydrocarbon reservoir.
RU2013120929/03A 2010-10-08 2011-10-07 Methods of connecting insulated conductors RU2585776C2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US39139910P 2010-10-08 2010-10-08
US61/391,399 2010-10-08
PCT/US2011/055213 WO2012048191A1 (en) 2010-10-08 2011-10-07 Methods for joining insulated conductors

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013120929A RU2013120929A (en) 2014-11-20
RU2585776C2 true RU2585776C2 (en) 2016-06-10

Family

ID=45928138

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013120929/03A RU2585776C2 (en) 2010-10-08 2011-10-07 Methods of connecting insulated conductors

Country Status (4)

Country Link
AU (1) AU2011311930B2 (en)
CA (1) CA2813044C (en)
RU (1) RU2585776C2 (en)
WO (1) WO2012048191A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU198899U1 (en) * 2020-03-19 2020-07-31 Общество с ограниченной ответственностью "ЭнергоТэк" CABLE PIPE
RU217032U1 (en) * 2022-12-09 2023-03-15 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Gland device for the cable of an electric submersible pump at the wellhead with the possibility of crimping

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2596225C2 (en) * 2011-04-08 2016-09-10 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Electric insulation compaction for connecting insulated conductors
US20220316281A1 (en) * 2021-04-06 2022-10-06 Baker Hughes Oilfield Operations Llc Electrically conductive ceramic conductor for downhole applications

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3141924A (en) * 1962-03-16 1964-07-21 Amp Inc Coaxial cable shield braid terminators
RU95107491A (en) * 1995-05-15 1997-04-27 В.Н. Колыфанов Down-hole electrode-type heater
RU2392424C2 (en) * 2006-01-26 2010-06-20 Конокофиллипс Компани Method of resistive heating of underground zone (versions) and device for collector heating
US20100224368A1 (en) * 2008-10-13 2010-09-09 Stanley Leroy Mason Deployment of insulated conductors for treating subsurface formations

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3141924A (en) * 1962-03-16 1964-07-21 Amp Inc Coaxial cable shield braid terminators
RU95107491A (en) * 1995-05-15 1997-04-27 В.Н. Колыфанов Down-hole electrode-type heater
RU2392424C2 (en) * 2006-01-26 2010-06-20 Конокофиллипс Компани Method of resistive heating of underground zone (versions) and device for collector heating
US20100224368A1 (en) * 2008-10-13 2010-09-09 Stanley Leroy Mason Deployment of insulated conductors for treating subsurface formations

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU198899U1 (en) * 2020-03-19 2020-07-31 Общество с ограниченной ответственностью "ЭнергоТэк" CABLE PIPE
RU217032U1 (en) * 2022-12-09 2023-03-15 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Gland device for the cable of an electric submersible pump at the wellhead with the possibility of crimping

Also Published As

Publication number Publication date
CA2813044C (en) 2020-01-14
CA2813044A1 (en) 2012-04-12
AU2011311930A1 (en) 2013-03-14
RU2013120929A (en) 2014-11-20
CN103154427A (en) 2013-06-12
AU2011311930B2 (en) 2015-04-02
WO2012048191A1 (en) 2012-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2587459C2 (en) Systems for joining insulated conductors
US9755415B2 (en) End termination for three-phase insulated conductors
US8485847B2 (en) Press-fit coupling joint for joining insulated conductors
US8943686B2 (en) Compaction of electrical insulation for joining insulated conductors
US10644470B2 (en) Compaction of electrical insulation for joining insulated conductors
US10090652B2 (en) Coupling joint for coupling insulated conductors
RU2596225C2 (en) Electric insulation compaction for connecting insulated conductors
RU2585776C2 (en) Methods of connecting insulated conductors
RU2575861C2 (en) Electric insulation compaction to connect insulated conductors
CA2813574C (en) Compaction of electrical insulation for joining insulated conductors

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20171008