JPS5952092A - 炭化水素地下資源電気加熱用電極支持導管の製造方法 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、炭化水素地下資源電気加熱用電極支持導管
の製造方法に関するものであり、とりわけ、電気加熱法
により炭化水素系地下資源を採取する際に用いられる電
気絶縁被覆された電気加熱用電極支持導管の製造方法に
関するものである。

本願明細書において、炭化水素地下資源とはオイルサン
ドまたはタールサンドに含まれるビチューメン（Ｂｉｔ
ｕｍｅｎ）のことをいい、以下特記しない限りオイルと
いう。

近年、石油資源の高騰にともない、カナダ、ベネズエラ
等の地下に埋蔵されている、オイルサンド層からオイル
分を採取することが、本格的に行ブ、ｃわれりつある。

このオイルサンド層は通常地下数７００ｍの地中に厚さ
約りθｍ程度の層をなして存在するが、このオイルは粘
度が高いため常温で汲み上げて採取することができず、
それゆえ従来はオイルサンド層に加熱水蒸気を注入して
オイル分の湿度を上昇させ、その粘度をイ氏下させて汲
み上げる方法が採用されていた。しかしながら、この方
法では効率がわるくコスト高となるため、より生産性の
高い方法として、下端部に電極部を有する鋼管またはス
テンレス管でなる導管をその電極部がオイルサンド層に
位置するように埋設し、そのような導管２本を約３θ〜
コθＯＷＬの間隔で設置し、両電極間に数百〜数千ボル
トの電圧を印加してジュール熱によりオイルサンド層の
温度を上昇させ、オイルの粘度を低下させて採油する方
法が提案された。

ここで、オイルサンド層の比抵抗は上部地層の比抵抗よ
りも数倍高いため、導管の地層部に埋設される部分を電
気絶縁体で被覆し、電流が上部地層を流れないようにし
なければならない。もし、電気絶縁体で被覆しないと電
流は地層部を流れ、オイルサンド層に埋設した電極間に
電流が流れなくなる。したがって、このような特殊な条
件下での使用に耐えうる電気絶縁体を被覆した電極支持
導管を開発する要求が急激に高まってきている。

このような電気絶縁被覆が具備していなければならない
特性としては、 （Ａ）　　常温はもちろんオイルサンド層のオイル粘度
を低下させうる約３００℃の温度においても数百〜数千
ボルトの耐電圧特性ならびに／θ’、Ｑ−ｃｒａ以上の
体積固有抵抗値を有すること、 （Ｂ）　　オイルサンド層中に含まれている水がオイル
サンド層の粘度を低下させうる約３００℃の温度に加熱
されるため、約３０θ℃の熱水に耐えうろこと、および （（２）電極を懸垂できる機械的強度ならびに導管の下
端に懸垂支持した電極を埋設穴を通してオイルサンド層
に埋設する際、穴壁に接触して破損を起こさない程度の
機械的衝撃強度を有すること。

などが要求される。

この発明は、以上の要求に応えるべ（なされたもので、
耐電圧特性、耐熱性９機械的強度にすぐれた炭化水素地
下資源電気加熱用電極支持導管の製造方法を提供するこ
とを目的とするものである。

以下、この発明について詳しく述べる。

本発明者らは、前記（〜〜（（”）のすべての特性を具
備する電気絶縁体を被覆した電極支持導管を開発すべく
鋭意研究を重ねた結果、金属導管の外周面Ｋ、ポリエー
テルエーテルケトン樹脂のフィルムとシリカ成分が９０
％以上を含むガラス繊維を交互に巻きつけ、その外周を
金型を用いて押さえ、ＪＳＯ〜Ｖｔθ℃、ｌθ〜コθＯ
〜の条件でポリエーテルエーテルケトン樹脂を加熱加圧
溶融し成形することにより、前記（Ａ）〜（Ｃ’）のす
べての特性を具備する電気絶縁体を被覆した電極支持導
管が得られることを見出し、この発明を完成するにいた
った。

この発明に用いるポリエーテルエーテルケトン樹脂とし
ては、次の化学構造式で表わされ、たとえば英国インベ
リアルケミカルインダストリーズ社によって開発された
芳香族ポリエーテルエーテルケトン類があげられる。

ポリエーテルエーテルケトン樹脂は、厚さがθθｌ〜０
．２０　ｍ、好ましくは００２〜０１０ｍｍのフィルム
が用いられる。厚さがＯθ／　１１１１より小さいフィ
ルムの場合は、フィルムとフィルムの眉間あるいはフィ
ルムとガラス繊維の眉間に隙間を生じないように巻くた
めにかける張力によりフィルムが切断してしまい、フィ
ルムを金属導管に巻きつけることができない。厚さが０
２０闘より厚いフィルムの場合は、フィルムの弾性反発
力が大きく、フィルムの層間な密着させて巻きつけるこ
とができないため、フィルムとフィルムの層間およびフ
ィルムとガラス繊維の層間に隙間を生じ、加熱加圧成形
時に、絶縁体内部に気泡をまきこみ、耐熱水性および電
気特性のすぐれた絶縁体を得ることができない。

ガラス繊維としてはシリカ成分が９θ％以上を含むガラ
ス繊維が用いられる。ガラス繊維のシリカ成分が９θ％
未満の場合、３θＯ℃の熱水によりガラス繊維の表面が
溶解し、電気絶縁体の体積固有抵抗を低下させるととも
Ｋ、機械的強度を低下させる。

金属導管としては、耐腐食性にすぐれ、良好な電気伝導
性を有する鋼管またはステンレススチ−の 導管等が好適である。導管の長さは地中秋オイルサンド
層の存在する深さに応じて定められるが、通常−〇θ〜
６００ｍ程度が必要である。

ついで、電極支持導管の製造工程について述べる。まず
、金属導管にポリエーテルエーテルケトン樹脂のフィル
ムとシリカ成分が９０％以上のガラス繊維を交互に巻き
つけたのち、その外周面を金型を用いて、ｌθ〜ユθθ
りの圧力で加圧するとともに、３りＯＳ−リ左Ｏ℃の温
度に加熱し、ポリエーテルエーテルケトン樹脂を溶融し
てガラス繊維と一体化することにより絶縁被覆を形成す
ることができる。加熱溶融温度が、７３０℃より抵い場
合は、ポリエーテルエーテルケトン樹脂の溶融粘度が大
きく、ガラス繊維の内部までポリエーテルエーテルケト
ン樹脂が含浸されず、耐熱水性および電気特性のすぐれ
た絶縁被覆を得ることができない、加熱溶融温度がＵＳ
θ℃より高い場合はポリエーテルエーテルケトン樹脂の
熱劣化が起こり、やはり耐熱水性１機械特性および電気
特性のすぐれた絶縁被覆を得ることができない。

この発明によらないで、金属導管の外周面にポリエーテ
ルエーテルケトン樹脂のフィルムのみを直接巻きつけ１
．？　！；　０−９Ｆ　Ｓ　０℃で加熱溶融させてポリ
エーテルエーテルケトン（シ・４脂の被膜を形成させた
場合は、ポリエーテルエーテルケトン樹脂の被膜と金属
導管の膨張率が大鍍く異なるため、金属導管と被膜の融
着面に大きな内部応力が発生し、密着力が低下する。こ
のように金属導管の外周面にポリエーテルエーテルケト
ン樹脂のみの被膜を形成させたものは、水中で、２！；
℃と３ｏθ℃の熱水サイクルをくりかえした場合、ポリ
エーテルエーテルケトン樹脂の被膜が金属導管表面から
剥離し、実用に供することができない、。

しかし、金属導管の外周面に、ポリエーテルエーテルケ
トン樹脂フィルムとシリカ成分が９脂％以上を含むガラ
ス繊維を交互に巻きつけ　その外周面を金型でおさえ、
所定の温度と圧力で加熱加圧成形したこの発明による絶
縁被覆は、金属導管との膨張率の差が小さく、シかもそ
の強度が大きいため、水中での、２脂℃と３θθ℃の熱
水サイクルに耐えるものであり、オイルサンド層加熱電
極装置の導管用絶縁体として好−適なものとなる。

つぎに、この発明の電気絶縁被覆された電極支持導管の
実施態様について図面を参照して述べる。

第１図は電気絶縁被覆された電極支持導管ｌの下端部を
示し、電極２を結合支持した金属導管３の外周面に前記
の方法により形成された絶縁被覆μを設けてなるもので
ある。

また、一般に金属導管３の長さは約λθＯ〜テ ロθＱｒｎが必要であるが、通常の鋼管やススンレス管
などの１本あたりの長さは左〜ｓｏｗｔであるため、オ
イルサンド層にその下端部を挿入するばあいには、導管
単体を順次接合しながら挿入する。

第２図は電気絶縁被覆された金属導管の接合部を示し、
絶縁被覆ｕａを設けた金属導管３ａと絶縁被覆ｕｂを設
けた金属導管３ｂを接合する場合、金属導ｆ　Ｊ　ａお
よびＪｂそれぞれの端部にテーパネジＳを切り、カップ
リング６を用いて接合する。

その場合、接合部からの漏電を防止するために接合部、
すなわらカップリング６の表面と金属導管端部にわたっ
て、さらに絶縁被覆ｇ（を設け、被覆する。

つぎに絶縁被覆ｅ　、　’Ｉ　ａ　＋　”　ｂまたはＦ
Ｃの被覆方法およびその性質について実施例および比較
例のデータをあげてさらに詳細に説明するが、この発明
はそれらの実施例のみに限定されるものではない。

実施例　ｌ 厚さ０．０ｋｅｎｓ、、Ｉ＋＠、？　０　罷のポリエー
テルエーテルケトン樹脂フィルムでなるテープを半重ね
巻きで２回、金属導管外周面上に巻回し、その上に厚さ
θ２０ｙｓ＊１幅３θ闘のシリカ成分が９脂％以上のガ
ラス繊維テープを半重ね巻きで７回巻回した。

このポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルムのテープ
とガラス繊維テープの巻回操作をさらにψ回、合計５回
繰り返し行ない、さらにその上に厚さθＯｋ　＋ｕａ　
、幅ＪＯｍｍのポリエーテルエーテルケトン樹脂フィル
ムを２回巻回し、厚さ３２酩のポリエーテルエーテルケ
トン樹脂とガラス繊維の複合層を金属導管外周面に形成
させた。ついでこの複合層を巻回した金属導管をりつ割
りの金型内に入れて押さえ、３ｔｔｏ℃の電気炉中で５
０（２）の圧力を加え、導管上にポリエーテルエーテル
ケトン樹脂とシリカ成分が７０５以上のガラス繊維の複
合絶縁被覆を形成させた。

こうして得られた絶縁被覆の、２ｊ℃における付着強度
（η）と耐電圧値（ｋＶ／、、）及びその絶縁被覆を水
中に入れ３θＯ℃に加熱し、３θＯ℃の熱水中にｉｏｏ
時間保持後１．２Ｓ℃に冷却する過程な／サイクルとし
て、左ザイクルの熱水サイクルを繰りかえした後１．２
５°（：で測定した付着強度と耐電圧値を第１表の実施
例／の欄に示す。

実施例　２〜ｇ 複合絶縁層の構成および成形条件をそれぞ第１第１表に
示すものに代え、他は実施例／と同様にして実験を行い
、金属導管外周面に電気絶縁被覆を形成させ、得られた
絶縁被覆の特性を第７表に実施例コ〜ｇとして示す。

比較例　７〜グ 面にこの発明の範囲外の条件でＪＹ／、縁被覆を形成さ
せ、待られた絶縁被穆の特性を第１表に比較例１〜Ｖと
して示す。

比較例　タ 金属導管外周面に厚さ０．０５正、＠３θ朋のポリエー
テルエーテルケトン樹脂フィルムのテープのみを半重ね
巻きで３０回巻回し、その外周面を金型で押さえ１．１
１１０℃、ＳＯ沙の加熱加圧条件で成形１２、金属導管
外周面にポリエーテルエーテルケトン樹脂のみの絶縁被
覆を形成させ、得られた絶縁被覆の特性を第１表に比較
例ｊとして示す。

比較例　６〜ｑ シリカ成分がｑｏ％以上のガラス繊維テープに代えて、
シリカ濃度が７０９未満のガラス繊維テープを用い、他
は実施例１と同様にして実験を行い、得られた絶縁被覆
の特性を第２表に比較例４〜デとして示す。

第１表及び第２表に記載した結果から明らかなＪ：うに
、この発明によって電気絶縁被覆を形成した′ｆＩ￥、
極支持導管支持導管絶縁被覆が電気的性質、機械的性質
及び耐熱水性に優れており、電気加熱法により炭化水素
系地下資源を採取するために用いる電極支持導管として
好適なものがイｕられる効果がちる３゜

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電気絶縁被覆された電極支持導管
の下端部の部分縦断面図、第２図は第１図の型枠支持導
管の接合部の縦断面図である。７／・・電極支持導管、
λ・・電極１．３　、　、？　ａ　Ｔ３ｂ・・金属導管
、ヴ、グａ、ｖｈお２ｒびＬｌＣ・−絶縁ネ皮覆、左・
・テーパオ、ジ、Ａ・・カツフ′リング。 代理人　葛　野　信　− ４５ 手続補正書（自発） ６８　　′：１８ 士１ｊ許１）長官殿 １、　　’１ｃｍ件ノ表示ｔ？１ｍｆｉ昭”−”””号
２、４１　Ｉｌｌ　（７）名（４゛　　　　炭化水素地
下資源電気加熱用電極支持導管の製造方法 ３、　　ｌ山上をすると ｊｌ（件との関係　　　′４４−許出１願人住　所　　
　　　東京都千代１１」区丸の向風ロー１２音３お名　
称（６０１）　　　三菱′猷機株式会社代表者　片　１
１１　　仁　八　部 ４、代理人 住　所　　　　　東卓都千代ｒｌ１区丸の山王Ｊｉ１２
ｆｆ＝３５″ｊ・５、補正の対象 （１）　　明細書の発明の詳細な説明の欄６、補正の内
容 （１）明細書第１３頁第１表の実施例番号／において、
「Ｏ２０コ」を「０．２０」と補正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （／）金属導管の外周線ニ、ポリエーテルエーテルケト
   ン樹脂フィルムとシリカ成分が？θ％以上を含むガラス
   繊維を交互に複数回巻きつけ、その外周を金型で押さえ
   て３！０−４！ＴＯ℃、ＩＱ〜λθＯ〜の条件で加熱加
   圧成形することにより絶縁被覆を形成することを特徴と
   する炭化水素地下資源電気加熱用電極支持導管の製造方
   法。 （ｘ）　　ポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルムの
   厚さがＱ、　Ｑ　／　−０，２０ｍの範囲にある特許請
   求の範囲第１項記載の炭化水素地下資源電気加熱用電極
   支持導管の製造方法。