Спосіб і пристрій для транспортування “in-situ” бітуму або особливо важкої фракції нафти

Номер патенту: 105366

Опубліковано: 12.05.2014

Автор: Діль Дірк

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб транспортування "in-situ" бітуму або особливо важкої фракції нафти з родовищ нафтоносного піску як резервуара, причому на резервуар діють тепловою енергією для зниження в'язкості бітуму або особливо важкої фракції нафти, для чого застосовують електричне/електромагнітне нагрівання, і передбачена транспортувальна труба для відведення розрідженого бітуму або особливо твердої фракції нафти, і на заданій глибині резервуара прокладені щонайменше два лінійно протяжних індукторних провідники щонайменше на ділянках паралельно в горизонтальній орієнтації, причому кінці індукторних провідників всередині або поза резервуаром електропровідно з'єднані і разом утворюють індукторний шлейф, а також поза резервуаром підключені до зовнішнього генератора змінного струму для вироблення електричної потужності, який відрізняється тим, що важливі для електричного/електромагнітного нагрівання резервуара параметри фазовий зсув і/або амплітуда струму є змінними в часі і/або залежно від місця, а також тим, що їх змінюють ззовні резервуара для оптимізації об'ємної подачі при транспортуванні бітуму або особливо важкої фракції нафти, причому живлення індукторного шлейфа здійснюють на частотах від 1 кГц до 500 кГц.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що індукційне нагрівання резервуара здійснюють шляхом введення електричної потужності щонайменше одного силового генератора по провідниках і індукторних провідниках, причому електрична потужність щонайменше одного силового генератора є змінною і під час транспортування бітуму або особливо твердої фракції нафти її змінюють і узгоджують з відповідними потребами.

3. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що на різних часових фазах експлуатації родовищ нафтоносного піску змінюють живлення індукторних провідників струмом.

4. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що щонайменше один силовий генератор для індукційного нагрівання експлуатують з різними, при необхідності, змінними частотами.

5. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що вихідні струми щонайменше одного силового генератора є змінними і під час транспортування бітуму або особливо твердої фракції нафти їх вимірюють і узгоджують з відповідними потребами.

6. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що при застосуванні декількох силових генераторів, кожен з яких живить струмом свій індукторний шлейф, взаємні фазові положення електричних струмів змінюють і узгоджують з відповідними потребами.

7. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що значення температури всередині резервуара визначають локально і застосовують для керування послідовним в часі живленням струмом індукторних провідників і/або для керування амплітудами струму силових генераторів.

8. Спосіб за п. 7, який відрізняється тим, що температуру резервуара визначають локально на індукторних провідниках.

9. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що верхні межі значень температури індукторних провідників і провідних з'єднань застосовують для керування послідовно в часі живленням струмом.

10. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що значення температури на індукторних провідниках використовують для керування амплітудами струмів, що протікають через індукторні провідники.

11. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що значення температури поза резервуаром визначають, зокрема, локально в покривних шарах і нижніх шарах резервуара і застосовують для цілей керування.

12. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що за допомогою додатково введених у резервуар індукторних провідників освоюють не використані для видобутку області родовища нафтоносного піску.

13. Пристрій для здійснення способу за п. 1 або за будь-яким з пунктів 2-12, що містить прокладені в резервуарі на заданій глибині щонайменше на ділянках паралельно в горизонтальній орієнтації щонайменше два лінійно протяжні індукторні провідники, причому кінці індукторних провідників всередині або поза резервуаром електропровідно з'єднані і разом утворюють індукторний шлейф, і розташований поза резервуаром щонайменше один силовий генератор змінного струму для вироблення електричної потужності, до якого підключені вказані індукторні провідники, який відрізняється тим, що щонайменше один силовий генератор (60; 60', 60", 60"', 60"") виконаний з можливістю зміни фазового зсуву і/або амплітуди струму, які визначають його вихідну потужність, причому частота вихідного змінного струму генератора становить від 1 кГц до 500 кГц.

14. Пристрій за п. 13, який відрізняється тим, що містить засоби для послідовного підключення окремих виходів щонайменше одного генератора (60; 60', 60", 60"', 60"") до індукторних провідників (1-8).

15. Пристрій за п. 13, який відрізняється тим, що щонайменше один генератор (60; 60', 60", 60"', 60"") має окремі виходи для різних частот (fi).

16. Пристрій за п. 13, який відрізняється тим, що містить кілька генераторів (60; 60', 60", 60"', 60"") для різних частот (fi).

17. Пристрій за п. 13, який відрізняється тим, що індукторні провідники (1-8) для електромагнітного нагрівання в резервуарі (100) прокладені горизонтально і утворюють окремі індукторні шлейфи.

18. Пристрій за будь-яким з пунктів 13-17, який відрізняється тим, що індукторні провідники (1-8) для електромагнітного нагрівання мають з'єднувальні елементи (15).

19. Пристрій за будь-яким з пунктів 13-18, який відрізняється тим, що індукторні шлейфи з індукторних провідників (1-8) і з'єднувальні елементи (15) оснащені датчиками для визначення температур (Ti).

20. Пристрій за будь-яким з пунктів 13-19, який відрізняється тим, що містить зовнішні перемикальні засоби (62, 63), кожен з яких виконаний з можливістю з'єднувати різні індукторні провідники (1-8) у один індукторний шлейф.

21. Пристрій за будь-яким з пунктів 13-20, який відрізняється тим, що зовнішні перемикальні засоби (62, 63) виконані зі здатністю вибирати відстань між індукторними провідниками (1-8) і підведену нагрівальну потужність.

22. Пристрій за п. 21, який відрізняється тим, що датчики температури для визначення температур (Ті) розміщені всередині і поза резервуаром (100) і під'єднані до генераторів (60; 60', 60", 60"', 60"") для послідовного в часі керування і/або керування амплітудами струму генераторів (60; 60', 60", 60"', 60"").

Текст

Реферат: Вже було описано, що для зниження в'язкості бітумів або особливо твердих фракцій нафти передбачається електричний/електромагнітний нагрів, при якому на заданій глибині резервуара щонайменше два лінійно протяжних індукторних провідники проводяться в горизонтальній орієнтації. Індукторні провідники всередині або поза резервуаром електропровідно сполучені між собою і спільно утворюють індукторний шлейф і поза резервуаром підключені до зовнішнього генератора змінного струму для електричної потужності. Згідно з винаходом, параметри, важливі для електричного/електромагнітного нагрівання резервуара, задаються змінними за часом і по місцю і можуть змінюватися ззовні резервуара для оптимізації об'ємної витрати при транспортуванні бітуму. У відповідному пристрої є щонайменше один генератор (60; 60', 60", 60"', 60""), але переважно декілька генераторів, причому параметри (І, fi, ), що визначають його електричну потужність, є змінними. UA 105366 C2 (12) UA 105366 C2 UA 105366 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до способу транспортування "in-situ" бітуму або особливо важкої фракції нафти з родовищ нафтоносного піску як резервуара згідно родовому поняттю пункту 1 формули винаходу. Разом з цим винахід стосується відповідного пристрою для здійснення способу. Для транспортування особливо важких фракцій нафти або бітумів з родовищ нафтоносного піску або родовищ горючого сланцю за допомогою систем трубопроводів, які зводяться за допомогою свердловин, текучість наявних в твердій консистенції вихідних матеріалів має бути значно підвищена. Це може бути досягнуто за допомогою підвищення температури родовища в резервуарі. Якщо для цього застосовується індуктивний нагрів виключно або для підтримки звичайного способу SAGD (підтримуваний парою гравітаційний дренаж), то виникає проблема, яка полягає в тому, що на сусідні, одночасно обтічні струмом індукторні провідники може здійснюватися негативна дія у протилежному напрямі. Таким чином, сусідні, одночасно обтічні струмом індукторні провідники ослабляються відносно потужності нагріву, яка подається у резервуар. У німецьких патентних заявках AZ 10 2007 008 292.6, AZ 10 2007 036 832.3, а також AZ 10 2007 040 605.5 окремі пари індукторних провідників, тобто прямий і зворотний індукторні провідники, в заданій геометричній конфігурації обтікаються струмом, щоб нагрівати резервуар індуктивним способом. При цьому сила струму використовується для встановлення бажаної потужності нагріву, тоді як фазове положення 180° постійно встановлюється між сусідніми індукторними провідниками. Це обтікання протифази струмом одержується вимушеним чином з роботи пари індукторних провідників з прямим і зворотним індукторними провідниками до генератора. У паралельній патентній заявці того ж заявника під назвою "Установка для видобутку "in-situ" вуглецьвмісної речовини", в числі іншого, описано керування розподілом потужності нагріву в разі решітки індукторних провідників, причому це досягається за рахунок можливості регулювання амплітуд і фазового положення сусідніх пар індукторних провідників. Всі подані до цих пір заявки на видачу патенту виходять з того, що обтікання струмом протягом великих проміжків часу від днів до місяців випробовує лише незначні настроювання і має місце постійне співставлення генератора парі індукторних провідників. Виходячи з цього, задачею винаходу є запропонувати відповідні способи і створити відповідні пристрої, які служать підвищенню ефективності при видобутку з резервуарів із запасами нафтоносного піску і горючих сланців. Вказана задача в способах вищеназваного типу вирішується ознаками пункту 1 формули винаходу. Відповідний пристрій приведений в пункті 13 формули винаходу. Варіанти здійснення способу і відповідного пристрою приведені в залежних пунктах формули винаходу. Предметом винаходу є те, щоб при електричному нагріві резервуара важливі для цього параметри необхідних електричних генераторів потужності виконати змінними за часом і по місцю розташування, і передбачити можливість змінювати ці параметри ззовні резервуара для оптимізації об'ємної витрати під час транспортування бітумів або особливо важких фракцій нафти. Для цього створюються широкі можливості керування для обтікання (живлення) струмом індукторних провідників, причому, особливо, також локально визначувані температури можуть використовуватися як параметри регулювання. Для цього температури в резервуарі можуть вимірюватися локально розподіленим чином, наприклад, у окремих індукторних провідників, але при необхідності, також поза резервуаром, а саме, в так званих покривних шарах, тобто в областях породи вище за резервуар або в нижніх шарах, тобто в областях породи під резервуаром. Окремо винахід включає різні комбінаційні можливості з окремих індукторних провідників і генераторів, що співставляються з ними. Зокрема, можливі такі заходи: 1. Згідно з винаходом запропоновано проводити живлення струмом сусідніх індукторних провідників в часі послідовно і переважно застосовувати просторово далеко рознесені прямий і зворотні індукторні провідники. Далі нижче для прикладу показане послідовне в часі перемикання чотирьох пар індукторних провідників. При цьому індукторні провідники, які служать як прямі і зворотні індукторні провідники, можуть вибиратися за допомогою окремих перемикачів. 2. Живлення струмом пар індукторних провідників може здійснюватися, наприклад, в однакові часові інтервали. При цьому, зважаючи на високу теплоємність резервуара, можуть вибиратися великі часові інтервали в діапазоні часів або доби, якщо термічна здатність навантаження індукторних провідників не перевищується. 3. Часові інтервали живлення струмом можуть вибиратися різними для окремих пар індукторних провідників і змінюватися на різних фазах експлуатації резервуара. 4. Комбінація прямого і зворотного індукторних провідників для утворення пари індукторних провідників може змінюватися на різних фазах експлуатації резервуара. 1 UA 105366 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 5. Для регулювання часових інтервалів, а також для комбінування індукторних провідників в пари прямого і зворотного індукторних провідників може залучатися температура індукторних провідників або резервуара, що оточує їх. Так термічно трохи навантажені індукторних провідників можуть переважно живитися струмом, або області резервуара з нижчою температурою можуть переважно нагріватися. 6. Утворення пар індукторних провідників може використовуватися для дії на складові потужності нагріву в покривних шарах, резервуарі і нижніх шарах. Протягом різних часових фаз експлуатації резервуара може виконуватися перемикання між обома типами живлення струмом - послідовною в часі або одночасного живлення струмом з декількома генераторами. 7. Може здійснюватися просторово близько розташований напрямок проводки через покривні шари до сторони генератора і/або з'єднання, щоб уникнути небажаного нагріву покривних шарів або понизити його. 8. Замість перемикачів на прямих і зворотних індукторних провідниках можуть застосовуватися декілька постійним чином сполучених генераторів, які можуть працювати послідовно в часі або одночасно з однаковими або різними частотами. 9. При живленні струмом сусідніх індукторних провідників з різними частотами не виникають жодні ефекти компенсації, і загальна потужність (і її розподіл) одержується із суми потужностей нагріву (або їх розподілів) окремих індукторних провідників. 10. Ефективний опір, який представляє резервуар як вторинну обмотку, для далеко рознесених прямого і зворотного індукторних провідників набагато вищий, ніж у разі поруч розташованих індукторних провідників, за рахунок чого при порівняно низьких струмах в індукторі (первинній обмотці) у резервуар можуть вводитися високі потужності нагріву. 11. При роботі генераторів з різними частотами вигідним чином запобігається індуктивний зв'язок генераторів на основній і вищих гармоніках, який інакше міг би привести до несправностей або високих навантажень генераторів. 12. Індукторні провідники, що компенсуються ємнісним чином, в принципі можуть бути виготовлені з настроюванням на будь-яку робочу частоту. Якщо генератори можуть формувати малу частину створюваної в цілому реактивної потужності або їх компенсація за допомогою ємнісних або індуктивних з'єднань може здійснюватися безпосередньо в генераторі, можуть застосовуватися єдині виконання індукторних провідників, які налаштовані на середню робочу частоту. За допомогою цих зовнішніх компенсаційних схем в останньому однакові індукторні провідники можуть працювати при частотах, які трохи відрізняються, що є достатнім, щоб уникати ефектів компенсації. Винахід грунтується на знанні, отриманому при глибоких дослідженнях, що за допомогою вищевикладених заходів реалізуються істотні переваги у порівнянні з рівнем техніки. Ними є такі: 1: Дійсний опір індуктивного нагріву резервуара істотно збільшується, наприклад, в 4 рази. Це означає, що при однаковій амплітуді струму в індукторних провідниках потужність нагріву в резервуарі може мати в 4 рази вище значення по відношенню до одночасного живлення струмом. В рамках винаходу одночасно проводилися обчислення на моделі: за методом "кінцевих елементів" (FEM) виходили з такої моделі, яка містить безпосередньо одну пару індукторних провідників, причому чотири такі ділянки розміщені поруч одна з одною, і поодинці іншій ділянці без індукторних провідників утворюють лівий і правий краєвий діапазон. Спільно одержується переважним чином 2d-FЕМ-модель з вісьма окремими індукторними провідниками, які, наприклад, утворюють чотири окремі пари індукторих провідників (1/5), (2/6), (3/7) і (4/8), а також відповідні краєві області. Ця 2d-FЕМ-модель може застосовуватися для дослідження розподілу потужності нагріву при різних живленнях струмом. Шляхом обчислення одержується потім відповідний розподіл потужності нагріву, якщо перший індукторний провідник служить як прямий індукторний провідник і по можливості далеко рознесений індукторний провідник служить як зворотний індукторний провідник. Загальна потужність нагріву складає Р1 у Вт/м при тривалому живленні індукторних провідників струмом заданої амплітуди 11 при заданій частоті F1. Переважним чином при цьому виходять з частоти 10 кГц, причому принципово придатні частоти від 1 до 500 кГц. При одночасному обтіканні струмом всіх індукторних провідників з однаковою амплітудою 11 при однаковій частоті F1 одержується інший розподіл потужності нагріву. При цьому струми сусідніх індукторних провідників мають, відповідно, зсув фази 180°. Але повна потужність нагріву складає при цьому знов приблизно Р1 у Вт/м. 2: Якщо у приведеному в (1) прикладі живляться струмом, наприклад, чотири окремі пари індукторних провідників (1/5), (2/6), (3/7) і (4/8), відповідно, протягом чверті (25 %) часу, то для 2 UA 105366 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 цього потрібний лише один генератор (перетворювач змінного струму), який може поставляти струм з вказаною амплітудою струму (1350 А) з 4-кратною дійсною потужністю, але при цьому не підвищується потрібна реактивна потужність. Тим самим в середньому за часом однакова потужність нагріву вводилася б у резервуар, як при одночасному живленні струмом згідно пункту 1. Це означає, що замість чотирьох генераторів, які повинні надавати по ¼ бажаної потужності нагріву як дійсної потужності і додатково реактивну потужність, залежну від індукторних провідників, потрібний лише один генератор з 4-кратною дійсною потужністю, не вимагаючи підвищення потрібної реактивної потужності. 3: Тепер може досягатися регулювання розподілу потужності нагріву згідно з відповідними вимогами. Так, наприклад, можна компенсувати неоднорідності у температурному розподілі зважаючи на нерівномірний нагрів із-за інжекції пари в границях. 4: Як за пунктом (3), для цього може здійснюватися регулювання розподілу потужності нагріву. 5: Тимчасові варіації живлення струмом в комбінації з вільним вибором прямих і зворотних індукторних провідників можуть переважно використовуватися для того, щоб захистити індукторні провідники від дуже високих температур, зважаючи на їх омічні втрати, які мають місце додатково до зовнішнього нагріву, в резервуарі. 6: На складові потужності нагріву в покривних шарах, резервуарі і нижніх шарах може здійснюватися вплив через живлення струмом індукторних провідників в границях, що буде додатково описано нижче. 7: За допомогою останніх названих заходів мінімізуються втрати в покривних шарах. Спільна проводка всіх ліній через покривні шари забезпечує можливість вільного групування прямих і зворотних індукторних провідників з перевагами за пунктами 3-6. 8: Переважним чином тепер можлива проста зміна типів живлення струмом. 9: Альтернативним чином пропонується живити струмом сусідні індукторні провідники одночасно, але з різними частотами. Наприклад, можливе з'єднання чотирьох пар індукторних провідників з чотирма генераторами різних частот. 10: Кожен генератор живить пару прямого і зворотного індукторних провідників, причому окремі індукторні провідники просторово по можливості віддалені один від одного. 11: Частоти використовуваних генераторів при останньому способі дії не мають бути цілим кратним один одного. 12: Частоти використовуваних генераторів можуть бути майже рівними, наприклад, відрізнятися один від одного менш ніж на 5 %. Інші особливості ι переваги винаходу виходять з подальшого опису креслень і прикладів виконання із посиланнями на креслення, у відповідності з пунктами формули винаходу. На кресленнях показане таке: Фіг. 1 - переріз через резервуар нафтоносного піску з блоками, що повторюються, у вигляді резервуара і відповідною електричною структурою індукторних провідників, що проходить горизонтально в резервуарі, Фіг. 2 - схема з'єднання чотирьох пар індукторних провідників з послідовним в часі живленням струмом, Фіг. 3 - схема з'єднання чотирьох пар індукторних провідників з одночасним живленням струмом з окремими генераторами, які можуть мати різні частоти, причому відповідні прямий і зворотний індукторні провідники просторово далеко рознесені один від одного, і Фіг. 4 - схема з'єднання чотирьох пар індукторних провідників з окремими генераторами різних частот, причому відповідні прямий і зворотний індукторні провідники розташовані поруч один з одним. Тоді як фіг. 1 показує просторове уявлення як конфігурацію (масив), що лінійно повторюється, фіг. 2-4 показують відповідні види в плані, тобто горизонтальні перерізи в площині індукторних провідників при спостереженні зверху, причому покривні породи (покривні шари) розташовані по обидві сторони навпроти. Однакові елементи на кресленнях мають однакові посилальні позиції. Креслення далі описуються частково спільно. Для транспортування особливо важких фракцій нафти або бітумів з родовищ нафтоносного піску або родовищ горючого сланцю за допомогою систем трубопроводів, які зводяться за допомогою свердловин, текучість бітумів, подібних до твердої речовини або в'язких особливо важких фракцій нафти, має бути значно підвищена. Це може бути досягнуто за допомогою підвищення температури родовища (резервуара), що викликає пониження в'язкості бітумів або особливо важких фракцій нафти. Попередні патентні заявки заявника були направлені переважно на те, щоб застосовувати індуктивний нагрів для підтримки звичайного SAGD-способу. При цьому прямий і зворотний 3 UA 105366 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 індукторні провідники індукторних ліній, які спільно утворюють індукторний шлейф, переважно розміщені на великій відстані приблизно 50-150 м. Взаємне ослаблення протилежно обтічних струмом прямого і зворотного індукторних провідників є незначним і може допускатися. Переважно розглядаються так звані EMGD-способи, в яких індуктивний нагрів повинен використовуватися як єдиний спосіб нагріву резервуара, без введення гарячої пари, що, в числі іншого, має перевагу зниженої або практично відсутньої витрати води. При одному лише індуктивному нагріві індукторні провідники повинні розміщуватися ближче до продуктопроводу для бітумів, щоб забезпечити можливість своєчасного початку видобутку при одночасному зниженому тиску в резервуарі. Тим самим прямий і зворотний індукторні провідники також присунені ближче один до одного. Це несе собою проблему, яка полягає в тому, що взаємне ослаблення поля протилежно живлених струмом прямого і зворотного індукторних провідників є значним і веде до пониженої потужності нагріву. Це може, в принципі, компенсуватися за допомогою вищих індукторних струмів, за рахунок чого, проте, вимоги до струмопровідної здатності індукторних провідників і, тим самим, витрати на їх виготовлення помітно підвищилися б. Є можливим, просторово близько розташовані сусідні індукторні провідники живити струмом в часі послідовно, тобто не одночасно, за рахунок чого проблема ослаблення поля не виникає. При цьому переважним є те, що генератор (перетворювач змінного струму) може бути використаний для декількох індукторних шлейфів. Але при цьому недоліком є те, що індукторні провідники живляться струмом лише протягом долі часу, і лише тоді сприяють нагріву резервуара. Це пояснюється нижче із посиланнями на фіг. 2-4. На фіг. 1 представлений пристрій для індуктивного нагріву. Він може бути утворений за допомогою довгого, тобто завдовжки від декількох 100 м до 1,5 км, прокладеного в резервуарі індукторного шлейфу 10-20, причому прямий індукторний провідник 10 і зворотний індукторний провідник 20 проведені поруч один з одним, тобто на однаковій глибині, на заданій відстані і на кінці за допомогою елемента 15 сполучені один з одним як індукторний шлейф всередині або поза резервуаром 100. На початку індукторні провідники 10 і 20 вертикально або під заданим кутом у свердловинах проводяться вниз через покривні породи (покривні шари) і живляться електричною потужністю від високочастотного генератора 60, який може бути розміщений у зовнішньому корпусі. Зокрема, індукторні провідники 10 і 20 проходять на однаковій глибині або поруч один з одним, або один над іншим. При цьому доцільним може бути зсув індукторних провідників. Типові відстані між прямим і зворотним індукторними провідниками 10, 20 складають від 30 до 60 м при зовнішньому діаметрі індукторного провідника від 10 до 50 см (0,1 - 0,5 м). Електричний подвійний індукторний провідник 10, 20 на фіг. 1 з вищеназваними типовими розмірами має індуктивність на одиницю довжини лінії від 1,0 до 2,7 мкГн/м. Поперечна ємкість на одиницю довжини при названих розмірах складає від 10 до 100 пФ/м, так що ємнісними поперечними струмами спочатку можна нехтувати. При цьому хвилевих ефектів слід уникати. Хвилева швидкість визначається ємністю і індуктивністю на одиницю довжини конфігурації індукторних провідників. Характеристична частота конфігурації індукторних провідників по фіг. 1 обумовлена довжиною шлейфу і швидкістю поширення хвиль вздовж конфігурації подвійної лінії 10, 20. Тому довжину шлейфу слід вибирати настільки короткою, щоб тут не виникали хвилеві ефекти, які заважають. На фіг. 2 показано, яким чином можуть бути сполучені чотири пари індукторних провідників з послідовним в часі живленням струмом. При цьому посилальною позицією 60 знов позначений високочастотний генератор потужності, виходи якого подаються на перемикальні блоки 61, 61'. Перемикальні блоки 61, 61' мають, відповідно, чотири різні контакти, причому перемикальний блок 61 підключений до чотирьох індукторних провідників 1, 2, 3, 4 як прямих індукторних провідників, а перемикальний блок 61' - до чотирьох індукторних провідників 5, 6, 7, 8 як зворотних індукторних провідників. Датчик 62 такту перемикання забезпечує перемикання або підключення генераторної напруги до окремих індукторних провідників 1-8. Окремі індукторні провідники 1-8 розміщені згідно фіг. 1 в резервуарі 100. З обох боків резервуара 100 є області 105, які не повинні нагріватися і феноменологічно представляють покривні породи (шари). Крім того, до кінців індукторних провідників підключене з'єднання 15, яке сполучає між собою прямий і зворотний індукторні провідники. З'єднання 15 може бути розміщене над землею або під землею. З останньою конфігурацією можливо, при керуванні, відповідно, нагрівати окремі сусідні області резервуара. Це може здійснюватися, особливо, в часі один за одним, тобто послідовно. Датчик 62 такту перемикання може при цьому керуватися від окремого керуючого блоку 63, 4 UA 105366 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 який, зокрема, враховує температуру T в резервуарі 100. Для цього не показані на фіг. 2 датчики температури можуть, наприклад, розміщуватися на окремих індукторних провідниках або індукторних провідниках, щоб там вимірювати локальні температури T i і передавати в керуючий блок 63 для оцінки. Таким чином можуть враховуватися, зокрема, перевищення температур на індукторних провідниках. Але також можливо вимірювати температури локально в інших місцях в резервуарі 100 або також в покривних шарах і нижніх шарах і враховувати при керуванні генераторами. При цьому є істотним, що таким чином віддача потужності генераторами може змінюватися і узгоджуватися з відповідними вимогами, які змінюються на часових фазах експлуатації родовища. Це справедливо, особливо, через те, що часові фази при експлуатації є тривалими, наприклад, роки і більше. На фіг. 3 показана конфігурація згідно фіг. 2, видозмінена в тому, що є чотири високочастотні генератори 60’, 60’’, 60’’’ і 60’’’’, які, відповідно, попарно керують двома з індукторних провідників 1-8. Знов є наземне або підземне з'єднання 15. При такій конфігурації особливо можна живити струмом чотири індукторних провідників одночасно з різними силами струму при різних частотах. Конфігурація згідно фіг. 3 може бути видозмінена в тому, що також застосовуються різні частоти. Це представлено на фіг. 4, де знов вісім індукторних провідників 1-8 розміщені в резервуарі паралельно один одному. Відповідно по два індукторні провідники 1-8 керуються від окремого генератора 60’ - 60’’’’. При цьому в даному випадку вибираються такі генератори, які генерують різні частоти, що задаються. Наприклад, генератор 60’ має частоту f1, генератор 60’’ частоту f2, генератор 60’’’ - частоту f3, генератор 60’’’’ - частоту f4. За рахунок живлення струмами різних частот тепер цілеспрямованим чином по-різному нагріваються окремі області. На основі прикладів було показано, що на складові потужності нагріву в покривних шарах (OB), резервуарі 100 і нижніх шарах (UB) через диференційоване обтікання струмом індукторних провідників може здійснюватися вплив в заданих межах. Ці складові представляються нижчим для детально дослідженого прикладу:а: При живленні струмом, наприклад, індукторних провідників 1-5 одержується, наприклад, процентний розподіл втрат: OB 31,3 %, резервуар 45,5 % і UB 23,2 %. b: При одночасному живленні струмом всіх індукторних провідників одержується, навпаки: OB 24,2 %, резервуар 62,8 % і UB 13,0 %. Останнє означає, що велика частина потужності нагріву в резервуарі потім передається на зберігання, якщо здійснюється одночасне живлення струмом індукторних провідників, а саме, із зсувом фази φ= 180 між сусідніми індукторними провідниками. Тому переважним може бути перемикання між типами живлення струмом залежно від часового процесу експлуатації родовища, зокрема, залежно від бажаного розподілу потужності нагріву генераторів або використовуваної при цьому кількості генераторів. На закінчення слід зазначити, що при розміщенні генераторів потужності поза резервуаром також можливе підземне встановлення генератора, що, при обставинах, може бути переважним. В цьому випадку електрична потужність при нижчій частоті, тобто 50-60 Гц або, при необхідності, також як постійний струм може проводитися вниз, і під землею може виконуватися перетворення в кГц-діапазон, так що не виникає жодних втрат у покривних шарах. В цілому може бути встановлено, що електричні параметри, важливі для нагріву резервуара, задаються змінними за часом і по місцю і можуть змінюватися ззовні резервуара для оптимізації об'ємної витрати під час транспортування бітуму. У відповідному пристрої є щонайменше один генератор, але переважно декілька генераторів, причому його/їх електричні параметри (І, fi, φ) є змінними. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Спосіб транспортування "in-situ" бітуму або особливо важкої фракції нафти з родовищ нафтоносного піску як резервуара, причому на резервуар діють тепловою енергією для зниження в'язкості бітуму або особливо важкої фракції нафти, для чого застосовують електричне/електромагнітне нагрівання, і передбачена транспортувальна труба для відведення розрідженого бітуму або особливо твердої фракції нафти, і на заданій глибині резервуара прокладені щонайменше два лінійно протяжних індукторних провідники щонайменше на ділянках паралельно в горизонтальній орієнтації, причому кінці індукторних провідників всередині або поза резервуаром електропровідно з'єднані і разом утворюють індукторний шлейф, а також поза резервуаром підключені до зовнішнього генератора змінного струму для 5 UA 105366 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 вироблення електричної потужності, який відрізняється тим, що важливі для електричного/електромагнітного нагрівання резервуара параметри фазовий зсув і/або амплітуда струму є змінними в часі і/або залежно від місця, а також тим, що їх змінюють ззовні резервуара для оптимізації об'ємної подачі при транспортуванні бітуму або особливо важкої фракції нафти, причому живлення індукторного шлейфа здійснюють на частотах від 1 кГц до 500 кГц. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що індукційне нагрівання резервуара здійснюють шляхом введення електричної потужності щонайменше одного силового генератора по провідниках і індукторних провідниках, причому електрична потужність щонайменше одного силового генератора є змінною і під час транспортування бітуму або особливо твердої фракції нафти її змінюють і узгоджують з відповідними потребами. 3. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що на різних часових фазах експлуатації родовищ нафтоносного піску змінюють живлення індукторних провідників струмом. 4. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що щонайменше один силовий генератор для індукційного нагрівання експлуатують з різними, при необхідності, змінними частотами. 5. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що вихідні струми щонайменше одного силового генератора є змінними і під час транспортування бітуму або особливо твердої фракції нафти їх вимірюють і узгоджують з відповідними потребами. 6. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що при застосуванні декількох силових генераторів, кожен з яких живить струмом свій індукторний шлейф, взаємні фазові положення електричних струмів змінюють і узгоджують з відповідними потребами. 7. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що значення температури всередині резервуара визначають локально і застосовують для керування послідовним в часі живленням струмом індукторних провідників і/або для керування амплітудами струму силових генераторів. 8. Спосіб за п. 7, який відрізняється тим, що температуру резервуара визначають локально на індукторних провідниках. 9. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що верхні межі значень температури індукторних провідників і провідних з'єднань застосовують для керування послідовно в часі живленням струмом. 10. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що значення температури на індукторних провідниках використовують для керування амплітудами струмів, що протікають через індукторні провідники. 11. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що значення температури поза резервуаром визначають, зокрема, локально в покривних шарах і нижніх шарах резервуара і застосовують для цілей керування. 12. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що за допомогою додатково введених у резервуар індукторних провідників освоюють не використані для видобутку області родовища нафтоносного піску. 13. Пристрій для здійснення способу за п. 1 або за будь-яким з пунктів 2-12, що містить прокладені в резервуарі на заданій глибині щонайменше на ділянках паралельно в горизонтальній орієнтації щонайменше два лінійно протяжні індукторні провідники, причому кінці індукторних провідників всередині або поза резервуаром електропровідно з'єднані і разом утворюють індукторний шлейф, і розташований поза резервуаром щонайменше один силовий генератор змінного струму для вироблення електричної потужності, до якого підключені вказані індукторні провідники, який відрізняється тим, що щонайменше один силовий генератор (60; 60', 60", 60"', 60"") виконаний з можливістю зміни фазового зсуву і/або амплітуди струму, які визначають його вихідну потужність, причому частота вихідного змінного струму генератора становить від 1 кГц до 500 кГц. 14. Пристрій за п. 13, який відрізняється тим, що містить засоби для послідовного підключення окремих виходів щонайменше одного генератора (60; 60', 60", 60"', 60"") до індукторних провідників (1-8). 15. Пристрій за п. 13, який відрізняється тим, що щонайменше один генератор (60; 60', 60", 60"', 60"") має окремі виходи для різних частот (fi). 16. Пристрій за п. 13, який відрізняється тим, що містить кілька генераторів (60; 60', 60", 60"', 60"") для різних частот (fi). 17. Пристрій за п. 13, який відрізняється тим, що індукторні провідники (1-8) для електромагнітного нагрівання в резервуарі (100) прокладені горизонтально і утворюють окремі індукторні шлейфи. 6 UA 105366 C2 5 10 15 18. Пристрій за будь-яким з пунктів 13-17, який відрізняється тим, що індукторні провідники (18) для електромагнітного нагрівання мають з'єднувальні елементи (15). 19. Пристрій за будь-яким з пунктів 13-18, який відрізняється тим, що індукторні шлейфи з індукторних провідників (1-8) і з'єднувальні елементи (15) оснащені датчиками для визначення температур (Ti). 20. Пристрій за будь-яким з пунктів 13-19, який відрізняється тим, що містить зовнішні перемикальні засоби (62, 63), кожен з яких виконаний з можливістю з'єднувати різні індукторні провідники (1-8) у один індукторний шлейф. 21. Пристрій за будь-яким з пунктів 13-20, який відрізняється тим, що зовнішні перемикальні засоби (62, 63) виконані зі здатністю вибирати відстань між індукторними провідниками (1-8) і підведену нагрівальну потужність. 22. Пристрій за п. 21, який відрізняється тим, що датчики температури для визначення температур (Ті) розміщені всередині і поза резервуаром (100) і під'єднані до генераторів (60; 60', 60", 60"', 60"") для послідовного в часі керування і/або керування амплітудами струму генераторів (60; 60', 60", 60"', 60""). 7 UA 105366 C2 Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method and device for hte "in-situ" conveying of bitumen or very heavy oil

Автори російською

Diehl, Dirk

МПК / Мітки

МПК: E21B 43/24

Мітки: особливої, важкої, in-situ, фракції, спосіб, нафти, бітуму, пристрій, транспортування

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/10-105366-sposib-i-pristrijj-dlya-transportuvannya-in-situ-bitumu-abo-osoblivo-vazhko-frakci-nafti.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб і пристрій для транспортування “in-situ” бітуму або особливо важкої фракції нафти</a>

Подібні патенти