NO864025L

NO864025L - Fremgangsmaate for fjerning av parafinoppbygning paa veggflater.

Info

Publication number: NO864025L
Application number: NO864025A
Authority: NO
Inventors: William J Klaila
Original assignee: Electromagnetic Energy Corp
Priority date: 1984-04-20
Filing date: 1986-10-09
Publication date: 1986-02-13
Also published as: NO864023L; BR8506617A; EP0180619A4; NO161726B; NO864026D0; NO171687B; EP0307003A2; KR860700043A; EP0307003A3; NO864025D0; NO864026L; ATE70079T1; DE3584819D1; AU586820B2; MX159060A; AU4237485A; NO161726C; CA1261735A; NO864023D0; NO171687C

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører behandlingen av hydrokarbonmateriale med elektromagnetisk energi, og nærmere bestemt en fremgangsmåte for å fjerne parafinoppbygning fra veggoverflaten som angitt i ingressen av de etterfølgende patentkrav.

Den foreliggende oppfinnelse representerer en forbedring relativt US-patent Re. 31.241, (utgitt på nytt 17. mai 1983), som omhandler en fremgangsmåte og anordning for å styre den flytende tilstanden for hydrokarbonfluida ved anvendelse av elektromagnetisk energi.

Det er et formål med den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en forbedret fremgangsmåte for oppvarming av hydrokarbonmateriale med elektromagnetisk energi.

De for oppfinnelsen kjennetegnende trekk fremgår av de etterfølgende patentkrav.

Andre formål, spekter og fordeler ved den foreliggende oppfinnelse vil være innlysende fra den detaljerte beskrivelse vurdert i forbindelse med tegningene som følger. Fig. 1 er et sidevertikalriss, med deler bortbrutt, av en anordning for å tilveiebringe ren, separert olje fra hydrokarbonfluida lagret i beholdere. Fig. 2 er et forstørret sidevertikalriss av en energireflektor i fig. 1. Fig. 3 er et forstørret sidevertikalriss av en annen utførelsesform av

energidef lektoren.

Fig. 4 er et forstørret sidevertikalriss av en annen utførelsesform av

energidef lektoren.

Fig. 5 er et forstørret sidevertikalriss av en annen utførelsesform av

energidef lektoren.

Fig. 6 er et forstørret sidevertikalriss av en annen utførelsesform av

energidef lektoren.

Fig. 7 er et perspektivriss av en anordning for å øke flytingen av høyviskositetsolje og bunnfall som finnes i lasterommet for et fartøy. Fig. 8 er et sidevertikalriss av en anordning for å øke flyteevnen for

olje i en rørledning.

Fig. 9 er et sidevertikalriss, med deler bortbrutt av en anordning for

in situ gjenvinning av hydrokarboner fra hydrokarbonmateriale. Fig. 10 er et skjematisk og sidevertikalriss, med deler bortbrutt, for in situ gjenvinning av fraksjoner fra skiferolje, kull, lignitt og tjæresand, som viser separasjonen og skrubbingen av fraksjonene. Fig. 11 er et forstørret riss av en applikator og deflektor for in situ

gjenvinning av fraksjoner fra hydrokarbonmateriale.

Fig. 12 er et forstørret riss av en koaksialbølgelederapplikator, deflektor og pumpe for in situ gjenvinning av fraksjoner fra hydrokarbonmateriale. Fig. 13 er et sidevertikalriss, med deler bortbrutt, av en lagerbeholder som omfatter metallskjermer for å gi et isolerende lag av hyd rok arbonf luidum.

I fig. 1 er en anordning 14 vist for bruk med en beholder, fartøy, eller lagertank 15 for olje med åpen eller lukket topp, eller slamgrop. Hydrokarbonfluidum, slik som olje, lagret i tanken 15 inneholder ofte vann, svovel, faststoffer og andre uønskede bestanddeler eller forurens-ninger, innbefattende bakteriemessige og algemessige, samt avleiring og rust, hvorav samtlige kan ansees som grunnslam. Dessuten, under lagring, vil forurensningen og oljens viskositet ofte øke til det punkt hvor LACT (Lease Acquisition Custody Transfer) målingen ofte er for stor til å kunne godtas for rørledning.

Med fordel oppvarmer anordningen 14 ikke bare oljen for å minske dens viskositet og øke dens flyteevne, men separerer også vann, svovel og grunnslam fra oljen i tanken 15, hvilket medfører ren olje. De gasser som kommer ut, innbefattende svovel, kan oppsamles via en samleledning og holdetank (ikke vist) som står i forbindelse med tankens 15 topp.

Anordningen 14 omfatter en høyfrekvens (RF) generator 16 som har et magnetron 17 eller klystron, eller annen lignende anordning, slik som en faststoff oscillator som omhandlet i det tidligere nevnte reissue patent, som er i stand til å generere radiobølger i frekvensområdet fra 300 megahertz til ca. 300 gigahertz og generelt anvender fra 1KW til 2MW eller mer av kontinuerlig bølgeeffekt. Det skal forstås at et flertall av magnetroner 17 eller oscillatorer, eller et klystron kan anvendes til å generere et flertall oppvarmingsfrekvenser som er langt nok fra hver-andre til å hindre interferens og som kan ha større absorpsjonsevne overfor visse fraksjoner som det ønskes å fjerne. Oscillatoren kan modifiseres eller en annen oscillator kan tilveiebringes for å generere en frekvens utenfor dette området for bruk med de tidligere nevnte frekvenser ifølge tapsevnen hos fraksjonene som skal fjernes. Magnetronet 17 er mekanisk koplet til en applikator 18 som er gjennomsiktig overfor radiobølger i det tidligere nevnte frekvensområdet. Applikatoren 18 er i form av et langstrakt rør med en åpen øvre ende 19 og en lukket bunnende 20. Applikatoren konstrueres fortrinnsvis av radiogjennomsiktige materialer slik at den er gjennomtrengelig for RF-bølger i det ønskede frekvensområdet, men ugjennomtrengelig for væsker og gasser. Applikatoren festes til en rørformet bølgeleder 21 som passer gjennom tankdeksel 22 av metall som er boltet og jordet til tanken 15 ved hjelp av et flertall muttere og bolter 24.

Et overgangselement 26 av metall, som omfatter en flensforsynt ende 28, er boltet til en ende av en 90° albu 30 av metall ved hjelp av bolter og muttere 32. Den tubulære enden 33 av overgangselementet 26 er festet til den tubulære bølgelederen 21. Den andre enden av 90° albuen 30 er boltet til en ende av rektangulært bølgelederparti av metall 36 ved hjelp av muttere og bolter 38.

Den andre enden av den rektangulære bølgelederen 36 er koplet til WR x koaksialovergangselement 40 med muttere og bolter 42. Fleksibel koaksialelement 44 er forsynt med flensutstyrte ender 46 og 48 som har innvendige gass-sperrer som tillater det fleksible koaksialelementet 44 å bli ladet med et inert gasskjølemiddel, slik som Freon, for å øke dets effektbærende evne samtidig som det hindres strømmen av eventuelle gasser som kommer fra hydrokarbonfluidumet tilbake inn i RF-generatoren 16, hvilket kan skyldes en revne eller lekkasje i applikatoren 18. Den flensforsynte enden 46 koples til WR x koaksialovergangselementet 52 med bolter og muttere 54. Den flensforsynte enden av koaksial x WR overgangselementet 52 koples til RF-generatoren 16 via en forlengelse 56.

En styreinnretning 58 styrer energiseringen av RF-generatoren 16 og mottar signaler fra et flertall temperaturavfølere 60 A-E anbragt innenfor tanken 15. Styreinnretningen 58 er koplet til avfølerne 60 A-E ved hjelp av ledninger eller ved hjelp av fiberoptiske transmisjonslinjer 62. Avfølerne 60 A-E er vertikalt anbragt på forutbestemte steder innenfor tanken 15.

En generelt konisk formet energideflektor 64 er anbragt innenfor applikatoren 18 for oppad og nedadgående bevegelse for å styre utsend-ingsstedene for den elektromagnetiske energien som forplantes gjennom applikatoren 18. Denne oppad og nedadbevegelse tilveiebringes av en motor 66 som driver en trinse 68 som bevirker den til å vikle opp eller vikle av kabel 70 festet til energideflektoren 64, hvorved styres det vertikale utsendingsstedet for deflektoren 64 innenfor tanken 15. En separat frekvens kan sendes gjennom bølgelederen 36 for å aktivere motoren 66. Fortrinnsvis plasseres energideflektoren 64 først nær bunnen av applikatoren 14 og beveges gradvis oppad.

Ved å utsende energien på denne måten, kan magnetronet 17 være i drift kontinuerlig med full effekt for å operere med den største virknings-graden, temperaturen i de forskjellige skikt innenfor hydrokarbonfluidumet blir effektivt styrt, slik at produksjonen av olje maksimeres, og levetiden for magnetronet 17 forlenges.

Motoren 66 er forbundet med en effektkilde (ikke vist) via styreinnretningen 58 ved hjelp av ledningen 72. Styreinnretningen 58 aktiverer motoren 66 til å bevege def lektoren 64 hvorved utsendings - stedet for den elektromagnetiske energien derved endres som reaksjon på temperaturene som avføles av avfølerne 60 A-E. Frekvensen og påfør-ingsperioden for den elektromagnetiske energien styres av styreinnretningen 58 som kan forutinnstilles eller programmeres for kontinuerlig eller intermittent oppad og nedad arbeidsgang for å oppnå homogen oppvarmning av hydrokarbonfluidumet eller lokalisert oppvarming for å oppnå det høyeste utbytte eller beste oljeproduksjon ved minimumsenergi-kostnad. Utsendingsstedet for energideflektoren 64 kan forutinnstilles til å gi forutbestemt styrt kontinuerlig eller intermittent sveiping av den elektromagnetiske energien gjennom hydrokarbonfluidumet ved å anvende en konvensjonell tidskrets og grensestopporgan for motoren 66.

Ventiler 74 A-D kan plasseres i den vertikale veggen av tanken 15 for å trekke bort olje etter behandling med elektromagnetisk energi. Etter oppvarmning med elektromagnetisk energi, som vist i fig. 1, er der et bunnlag 76 som er hovedsaklig grunnslam og vann. Over bunnlaget 76 er der et mellomliggende lag 78 som er en blanding av mest olje med noe grunnslam og vann. Endelig, overlag 78 er et topplag som representerer den resulterende oljen som er blitt rengjort og som er fri for grunnslam og vann. En adgangsluke 73 er tilveiebragt for å fjerne det resulterende grunnslam, som kan innbefatte "boreslam" faststoffer. Eventuelle bakterier og alger som er tilstede i hydrokarbonfluidumet disintegreres av RF-bølgene, hvor deres gjenværende deler danner del av grunnslammet.

For ytterligere å hjelpe til med sirkulering og rensing av oljelaget 80, kan en konvensjonell varmeleder 75 slik som en kanonløpsoppvarmer, strekke seg inn i tanken 15. Oppvarmeren 75 sirkulerer varme gasser gjennom rør 77 for å gi en lavkostnadskilde for varmemengder (BTU) for ytterligere å oppvarme oljen såsnart vannet og grunnslammet er blitt adskilt fra oljen og oljen er tilstrekkelig i væskeform eller som fluidum til at konveksjonsstrømmeren kan flyte. Disse konveksjonsstrømmer hjelper ytterligere til med å redusere oljens viskositet og å fjerne fine avsetninger. En gnistfanger 79 er tilveiebragt i røret 77 for å eliminere eventuelle gnister i de gasser som går ut. Den rengjorte oljen kan føres gjennom et filter for å fjerne eventuelle gjenværende finsediment eller slam.

Ren olje kan lett og enkelt separeres fra grunnslam og vann. Dette skjer ved å oppvarme hydrokarbonfluidum i tanken 15 med elektromagnetisk energi som bevirker vannmolekylene som normalt er innkapslet i oljen til å ekspandere, hvorved den innkapslede oljefilmen opprives. Oppvarming kan skje med radiofrekvente bølger p.g.a. at vann har en større dielektrisk konstant og større tapstagent enn olje, hvilket medfører en høyere tapsevne, hvorved den tillates å absorbere betydelig mer energi enn oljen under mindre tid, hvilket medfører hurtig utvidelse av vann-molekylenes volum innenfor oljefilmen, hvorved oljefilmet bevirkes til å revne. Vannmolekylene kan så kombineres til en masse som er tyngre enn olje som synker til bunnen av tanken som bærer med seg det meste av slammet som er tilstede i oljen. For ytterligere å lette fjerning av grunnslammet, særlig finslam, kan sjøvann eller saltvann imidlertid spres over overflaten av oljens 80 oppsjikt etter at viskositeten for oljen 80 er blitt redusert, ved oppvarmning med elektromagnetiske energi ifølge den foreliggende oppfinnelse. Det tyngre saltvannet vil hurtig ved gravitasjon synke gjennom laget 80 av olje mot bunnen av tanken 15, og føre med seg det fine slammet.

Lagene 76, 78 og 80 har oppstått fra behandling av hydrokarbonfluidum som inneholder olje, grunnslam og vann lagret i tank 15, ved sveipe fluidumet med elektromagnetisk energi i samsvar med anordningen i fig. 1 som har en effektutgang av 50 KW under ca. 4 timer. Imidlertid skal det forstås at effektutgangen og bestrålingstiden kan variere med tankens 15 volum, bestanddelene eller forurensningene som er tilstede i hydrokarbonfluidumet, og tidslengden under hvilken hydrokarbonfluidumet er blitt lagret i tanken 15.

Ettersom hydrokarboner, svovler, klorider, vann (ferskvann eller saltvann), og slam og metaller forblir passive, reflekterer eller absorberer elektromagnetiske energi i forskjellige forhold, vil bestrålningen av hydrokarbonfluidumet med elektromagnetisk energi ifølge den foreliggende oppfinnelse separere de tidligere nevnte bestanddeler fra det opprinnelige fluidum i generelt motsatt rekkefølge av bestanddelene angitt ovenfor. Dessuten blir syrer og kondenserbare og ikke-kondenserbare gasser også separert ved forskjellige trinn under den elektromagnetiske energiopp-varmningsprosessen. De optimale frekvenser, tapstangenter og koke-punkter for de forskjellige fraksjoner som er tilstede i hydrokarbonmaterialet som det ønskes å gjenvinne kan oppnås fra Von Hippel, Tables of Dielectric Materials, (1954), utgitt av John Wiley & sons, Inc., og Ashrae Handbook of fundamentals, (1981), utgitt av The American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers, Inc.

Idet det vises til fig. 2, er applikatoren 18 og energideflektoren 64 vist forstørret relativt det som er illustrert i fig. 1. Deflektoren 64 er opphengt innenfor applikatoren ved hjelp av den dielektriske kabelen 70 som er konstruert av radiogjennomsiktige materialer som er sterke, varmemotstandsdyktige og har en meget lav dielektrisitetskonstant og tapstangent. Høyden av energideflektoren 64 vil bestemme def leksjons - vinkelen for den elektromagnetiske energien.

Idet det vises til fig. 3, er en alternativ utførelsesform for deflektoren 64 vist i fig. 1 illustrert som 82. Deflektoren 64 vist i fig. 1 er illustrert som 82. Deflektoren 82 har en større defleksjonsvinkel (mindre inkludert vinkel) enn deflektoren 64 til å bevirke de deflekterte bølger til å forplante seg fra applikatoren 18 i en noe nedadretning under et horisontalt plan gjennom deflektoren 82. Denne utførelsesform setter radiofrekvensen i stand til å trenge inn i matesoner kan plasseres under enden av en brønnboring, når fremgangsmåten og anordningen anvendes for in situ oppvarmning i et geologisk substrat.

Energideflektoren 82 er opphengt ved hjelp av en fiberoptisk kabel 84 som tilveiebringer temperaturavlesninger. I dette henseende kan de individuelle fiberoptiske trådene 83 i kabelen 84 være orientert til å detektere tilstander på de forskjellige steder i en beholder eller et borehull. Informasjonen som sendes til de fjerntliggende ender av de fiberoptiske tråder 83 kan omdannes til digitale signaler omdannet for registrering og/eller styring av effektutgangsnivå og plassering av deflektoren 82. Eksempelvis kan det være ønskelig å tilveiebringe et vertikalt sveipemønster for RF-energien som reaksjon på temperatur-gradienter som avføles av de fiberoptiske tråder 83. Frekvensen for bruk med de fiberoptiske tråder 83 velges til å være tilstrekkelig forskjellig fra frekvensen for RF-generatoren 16 for å hindre interferens eller kansellering.

Idet det vises til fig. 4 er den radiogjennomsiktige applikatoren 18 slagloddet til bølgeleder 21 ved 88 for anvendelser langs borehull hvor de høye temperaturer som møtes ville være ødeleggende for en glassfiber-applikator.

Anordnet innenfor applikatoren 18 er en annen utførelsesform av en energideflektor betegnet 88 som er konstruert av pyroceram eller annet dielektrisk materiale med et skruelinjeviklet bånd av reflekterende materiale 90, slik som rustfritt stål. I stedet for å tilveiebringe det tidligere nevnte metallbåndet 90, kan en spiraldel av alumina eller silisiumnitrid energireflektor 88 sintres og metalliseres til å gi det ønskede reflekterende bånd.

Andre midler kan anvendes for å heve eller senke deflektoren for å gjennomføre sveipingsfunksjonen, innbefattende hydrauliske, vakuum, lufttrykk og kjølemiddelekspansjonsløfingssystemer. Dessuten kan bølgelederkoplingen fra RF-generatoren 16 også anvendes til å sende styresignaler fra styreinnretningen til motoren eller annen mekanisme for å heve eller senke RF-deflektoren. Frekvensen for slike styresignaler må velges til å være tilstrekkelig' forskjellig fra frekvensen eller frekvensene som velges for den elektromagnetiske energien som oppvarmer hydrokarbonfluidumet til å hindre interferens eller kansellering.

Idet det henvises til fig. 5, er en annen form av energideflektor vist ved 91 hovedsaklig en rett trekant i tverrsnitt med en konkav overflate 93 for fokusering av hele den avbøyde elektromagnetiske energien i en spesiell retning for å oppvarme et forutbestemt volum i en beholder eller i en spesiell matesone eller kull-leie ved anvendelser under overflaten.

Idet det vises til fig. 6, inbefatter en annen form for energideflektor vist ved 94 sammenkoplete segmenter 95A-95D som tilveiebringer en vinkel for avbøyning av den elektromagnetiske energien når deflektoren støter mot applikatoren 18 og en annen avbøynings vink el for den elektromagnetiske energien når kabelen 70 trekkes oppad hvorved segmentene 95A-95D bevirkes til å trekke seg tilbake. Andre midler kan anvendes for å endre avbøyningsvinkelen for deflektoren 94, slik som en fjernstyrt motor.

A bli kvitt borefluida kjent som "boreslam" er blitt et alvorlig problem for oljeindustrien. Anordningen vist i fig. 1, modifisert til å innbefatte en hvilken som helst av energideflektoren vist i fig. 2-6, kan anvendes til å rekonstituere boreslam for fornyet bruk ved påføring av radiofrekvente bølger for å fjerne overskuddsvæsker og etterlate et slam av bentonitt, barittsalter etc.

Idet det vises til fig. 7, anvendes anordningen 100 til å fjerne høy-viskositetshydrokarbonfludium eller slam fra beholdere, innhegninger og skip, slik som oljetankere eller lektere 102. En mobil RR-generator 107 som omfatter en oscillator, klystron eller magnetron 106, har festet til sin utgang 110 en bøyelig koaksial bølgeleder 108. Den andre enden 112 av bølgelederen 108 strekker seg gjennom et mannhull 115 i lekteren 102. En avtettende forbindelse 114 er fluidumstett og radiofrekvenstett. Bølgelederen 108 er festet ved sin andre ende til en tubulær bølgeleder 116 som er festet til en radiogjennomsiktig applikator 118. Plassert innenfor applikatoren 118 er det en energideflektor 120 som er i stand til oppad og nedad utsendingsbevegelse og som kan være av en hvilken som helst av de typer som er omhandlet i fig. 2-6. En egnet mekanisme for å bevege energideflektoren 120 oppad og nedad, slik som angitt i fig. 1, anvendes.

Oljen oppvarmet av RF-bølger kan fjernes fra den respektive avdeling i lekteren 102 ved hjelp av en sugepumpe 122. Pumpen 122 har en bøyelig slange 124 som er plassert i et mannhull 126 i den samme avdelingen for ekstrahering av den oppvarmede oljen.

Pilene som løper ut fra deflektoren 120 og applikatoren 118 angir et typisk mønster for de radiofrekvente bølgene. Ettersom bølgene forlater den radiogjennomsiktige applikatoren 118, absorberes de av olje/vann blandingen og trenger svakt inn i den indre tankhuden for sideveggene og oppvarmer oljen som er fanget i porene hvor de absorberes eller reflekteres av metallveggene i avdelingen inntil samtlig RF-energi til sist omdannes til varme i hydrokarbonfluidumet.

Det er også blitt oppdaget at rust og avleiringdannelse på metallover-flatene, slik som veggene i oljetanker eller lekteravdelinger kan fjernes, hvorved etterlates bare metallvegger, ved å anvende fremgangsmåten og anordningen ifølge den forliggende oppfinnelse. Ved å rette RF-energi mot veggene, fanges en vannfilm under rustlaget. Denne oppvarmes og ekspanderes, hvorved dannes damp som bevirker rustlaget til å flekke av i store flak.

Idet det vises til fig. 8 er den foreliggende oppfinnelse vist forbruk med en oljerørledning, særlig en T-forbindelse som angitt ved 130, idet oljestrømmen er vist ved heltrukne piler. En bølgeleder 132 har en flensforsynt ende 134 som er koplet til en tilpasset flens 136 på T-forbindelsen 130. En radiogjennomsiktig tetningsskive 138 er innskutt mellom flensen 134 og 136 ved hjelp av bolter og muttere 140. En RF-skjermring av metall 142 er anbragt omkretsmessig og hosliggende skiven 138 og innskutt mellom flensen 134 og 136. RF-bølgene forplanter seg gjennom oljen i T-forbindelsen 130 og gjennom oljen i rørledningen 144. Denne anordning oppvarmer oljen for å minske dens viskositet, hvorved kreves mindre pumpeenergi for å drive oljen gjennom rørledningen 144, og rengjør dessuten veggene i T-forbindelsen 130 og rørledningen 144 for parafin og bevirker denne til å homogenisere og forbli i oppløsningen.

Idet det vises til fig. 9, er en anordning 150 vist plassert i en injek-sjonsbrønn 152 plassert hosliggende minst en produksjonsbrønn 154. Anordningen 150 omfatter en "RF-generator 150 som er elektrisk koplet til en kraftkilde (ikke vist). Et magnetron 160 plassert innenfor RF-generatoren 158 utstråler mikrobølgeenergi fra en antenne eller sonde 162 inn i bølgelederseksjonen 164 for forplantning. En bølgelederforlengelse 166 har en ende koplet til bølgelederseksjonen 164 med bolter og muttere 168 og sin andre ende koplet til en bølgeleder/koaksial adapter 170 med bolter og muttere 172. En bøyelig koaksialbølgeleder 174 er koplet ved en ende til adapteren 170 gjennom en gass-sperrekopling 176. Den andre enden av bølgelederen 174 er koplet til en koaksial/bølgelederadapter 178 gjennom et gass-sperreelement 180. Et transformasjonselement 182 er koplet ved en ende til adapteren 178 med bolter og muttere 184. Den andre enden av transformasjonselementet 182 er koplet til en tubulær bølgeleder 186. En radiogjennomsiktig applikator 188 er festet til den tubulære bølgelederen 186 ved 187. Applikatoren 188 og energideflektoren (ikke vist) kan omfatte en hvilken som helst av de typer som er vist i fig. 2-6 for utsending av RF-bølger. Dessuten vil energideflektoren bli koplet til et heve og senkemiddel, f.eks. av den type som er vist i fig. 1.

Bølgelederen 186 er plassert innenfor et hylster 190 som er dannet i brønnen 152. Brønnhodet 191 er tildekket ved hjelp av et tetningsdeksel 192 som effektivt avtetter bølgelederen 186 deri. Et flertall av termo-elementer 194 er plassert i brønnen 152 mellom hylsteret 190 og bølge-lederen 186 og strekker seg til et sted hosliggende bunnen av brønnen 152. Ledere 196, som forbinder termoelementene 194 med en styreinnretning (ikke vist) forløper gjennom en pakningstetning 198. Pakningstetningen 198 ville ikke bli anvendt hvis der er ønskelig å frembringe den resulterende olje, vann og gasser gjennom det ring-formete rommet 199 mellom hylsteret 190 og bølgelederen 186. I fraværet av pakningstetningen 198 vil ekspansjonen av oljen, vannet og gassene drive disse opp gjennom ringen 199 inntil bestanddelene i den umiddel-bare nærhet av applikatoren 188 fjernes. Deretter kan ringen 199 pakkes med pakningstetning 198 og hydrokarbonene ytterligere oppvarmet for å drive den resulterende oljen, vannet og gassen til produksjonsbrønnen 154. Hvis eksempelvis oljetemperaturen. økes til 204,44 °C, er der omtrentlig en 40% økning i oljevolumet.

RF-energien som kommer fra applikatoren 188, som angitt med pilene, oppvarmer hydrokarbonmaterialet i det geologiske substratet og bevirker frigivningen av vann, gasser og olje, med den varme oljen, vannet og gassen strømmende inn i bunnen av produksjonsbrønnen 154 etter at den avbøyde RF-energien smelter tilstrekkelig gjennom den størknede oljen til å etablere strømningsvei til produksjonsbrønnen 154. Pumpesettet 200 pumper olje, vann og gassblandingen gjennom et perforert gassrør 202, sentrert i brønnhylster 210 ved hjelp av et sentreringsorgan 204 og produksjonsstreng 206 plassert i brønnhylsteret 210 til et uttaksrør 208. Nærmere bestemt beveger pumpesettet en sugestang 212 opp og ned i produksjonsstrengen 206 for å trekke olje, vann og gass gjennom produksjonsstrengen inn i uttaksrøret 208.

Injeksjonsbrønnen 152 vist i fig. 9 kan utstyres med supplerende driv-midler, slik som damp eller kulldioksyd under trykk for injisering i det geologiske substratet gjennom ringen 199 dannet mellom brønnhylsteret 190 og bølgelederen 186 for å hjelpe til med ytterligere oppvarmning av hydrokarbonmaterialet, men langt mer viktig å drive det oppvarmete vann gassen og oljen til produksjonsbrønnen 154. Kulldioksyd kan anvendes som drivmedium.

Idet det vises til fig. 10, er der vist en anordning 220 for in situ produksjon av olje, gass og svovel fra oljeskifer, kull, torv, lignitt og tjæresand (tar sands) ved kogenerering. En brønn 222 dannes gjennom overdekningen 224 og inn i lagedelingsplanet 226. Brønnen 222 omfatter et hylster 230 av stål og en bølgeleder 232 plassert innenfor hylsteret og koplet til en radiogjennomsiktig applikator 234 som huser en energideflektor 236 som beskrevet i fig. 1-6. Middel for å heve og senke energideflektoren 236, beskrevet i fig. 1, bør innbefattes, men denne er blitt eliminert for tydelighietsskyld. Bølgelederen 232 er festet til brønnhodet 238 med en pakningstetning 240 og til overgangsalbu 242 som omfatter en gass-sperre. Koplet til den fjerntliggende enden av over-gangsalbuen 242 er der en bøyelig koaksialbølgeleder 244 som er koplet til en RF-generator 246 som omfatter et magnetron, klystron eller en faststoffoscillator (ikke vist). Strøm tilføres RF-generatoren 246 fra en elektrisk generator 248 som drives av en turbin 250. Høytrykksdamp tilføres turbinen 250 fra en kjele 252.

Lavtrykksektraksjonsdamp som kommer ut fra turbinen 250 tilføres ringen 254 mellom hylsteret 230 og bølgelederen 232 i brønnen 222 ved hjelp av en dampledningen 251. Tilførselen av lavtrykksdamp til oljeskiferen, kullet, torven, lignitt eller tjæresand, i tillegg til RF-energien tjener til å minske viskositeten hos kerogenet eller oljen i formasjonen, hvilket bevirker vannet, oljen og gassen til å ekspandere og strømme inn i åpent hullpumpen 256, hvor det tvinges oppad under dens egen ekspansjon og ved damptrykket til overflaten med oljen og gassen forløpende inn i utgangsoljeledning 258 og dampen forløpende inn i dampreturledningen 260. Dampen som går inn i dampreturledningen 260 kan avmineraliseres i avmineralisatoren 262, kondenseres i kondensattanken 264 og tilføres påny til kjelen 252.

Den innkommende oljen og gassen sendes fra oljeledningen 258 til en konvensjonell væske/gass-separator 260. Den separerte oljen sendes så til en lagertank for rørledningstransmisjon.

Idet det henvises til fig. 11 har en vippet eller vinklet energideflektor 280 en spesiell anvendelse i en brønnboring 282 i hvilken matesonen 284 er skråstillet eller forskjøvet relativt brønnboringen 282 slik at den radiofrekvente energien kan rettes mot laget eller matesonen 284. Deflektoren 280 er anbragt ved bunnen av en applikator 286 som er koplet til en bølgeleder 288 med en E.I.A. flens 290. Et korrosjonsmotstandsdyktig deksel 292 omgir bølgelederen 288 og flensen 290. Forløpende nedad fra hylsteret 292 er en perforert foring 294 som er gjennomsiktig overfor RF-bølger og beskytter applikatoren 286.

Idet det henvises til fig. 12, er en koaksial bølgelederanordning vist ved 300 for in situ produksjon av olje gjennom en brønnboring 302 av liten diameter. Brønnboringen 302 omfatter et hylster 304 og en perforert radiogjennomsiktig foring 306 som strekker seg nedad fra denne. En koaksial bølgeleder 308 er plassert innenfor brønnboringen 302 og koplet til en radiogjennomsiktig applikator 310 med en E.I.A. flens 312. Et glassfiber eller annet korrosjonsmotstandsdyktig deksel 314 omgir bølgelederen 308 og flensen 312. Bølgelederen 308 omfatter en hul sentral leder 316 som holdes i et adskilt forhold fra en ytre leder 317 med dielektriske avstandsorganer 319, hvorav kun ett er vist. Lederen 316 strekker seg gjennom applikatoren 310 for sammenkopling med en nedsenkbar pumpe 318 plassert innenfor foringen 306. Det innvendige av den sentrale lederen 316 omfatter en glassfiber eller polyetylenforing 320 for å tilveiebringe en produksjonskanal gjennom hvilken olje pumpes til overflaten. Den pumpede oljen hjelper til å kjøle den indre lederen 316 ved å absorbere varme fra denne som i sin tur hjelper til å opprettholde en lavere viskositet i den produserende olje ved ytterligere å oppvarme den. Kjøleeffekten av oljen på den sentrale lederen 316 hindrer over-oppheting og dielektrisk sammenbrudd hos de dielektriske avstands-

organene 319.

Pumpen 318 er elektrisk drevet, og mottar kraft gjennom en kraft-tilførselskabel 322. Pumpen 318 kan være pneumatisk eller hydraulisk betjent eller aktivert ved hjelp av et magnetfelt frembragt av RF-bølger som har en forskjellig frekvens fra den for RF-bølgene som anvendes for oppvarmning. Koaksialbølgelederen 308 er mindre i diameter enn bølgelederen vist i fig. 11 for å tillate adgang til brønnene 302 som har boringer av liten diameter.

Fortrinnsvis understøttes pumpen 318 av støttetråder 324 eller stenger koplet mellom små øyne 323 som er festet til pumpen og øyne 315 festet til flensen 312. Et dielektrisk oljerør 326 har en ende koplet til pumpen 318 med en flens 328 og passerer gjennom en sentral åpning 330 i energideflektoren 332. En væsketett tetning er anbragt mellom disse. Den andre enden av oljerøret 326 er koplet til den sentrale lederen 316 med et dielektrisk koplingsorgan 334.

RF-bølgene som forplantes gjennom bølgelederen 308 utstråles eller utsendes utad fra det partiet av den sentrale lederen, betegnet 336 som fungerer som en 1/4 bølge monopolantenne. Eventuelle RF-bølger som beveger seg forbi antennen 336 avbøyes av energideflektoren 332.

Idet det vises til fig. 13, er der vist en anordning 350 for anvendelse i en beholder som inneholder hydrokarbonfluidum for effektivt å anvende en del av hydrokarbonfluidumet til å tilveiebringe et automatisk iso-lasjonslag for beholderen ved å tilveiebringe en bestemt tykkelse av ubevegelig olje i kontakt med og hosliggende de innvendige tankvegger når den omgivende temperatur eller temperaturforholdene er lave. R-verdien for isolasjonen og U-faktoren vil variere ifølge oljens k-faktor.

Tanken 352 omfatter en perforert skjerm av metall eller trådnett 354 anbragt konstentrisk med og adskilt fra tankens sidevegger 356. Skjermen 354 holdes fra sideveggen 356 ved hjelp av avstandsbraketter 358. Likeledes er perforerte metallskjermer 355 og 357 plassert i en forutbestemt avstand fra henholdsvis bunnove r flaten 359 og toppoverflaten 366. Avstandsbraketter 361 og 363 er anordnet henholdsvis metallskjermen 355 og bunnoverflaten 359, og metallskjermen 357 og toppoverflaten 366.

Under milde og varme temperaturforhold, kan oljen ekspandere og trekke seg sammen uten begrensning og strømme gjennom perforeringene 360, 365 og 367 slik at den er tilgjengelig for bruk. Når temperaturforholdene imidlertid er kalde og tankveggene 356, 359 og 366 blir kalde, vil viskositeten for oljen øke slik at oljen ikke vil være i stand til å strømme gjennom perforeringen 360, 365 og 367 og vil ha tendens til å størke innad mot skjermene 354, 355 og 357 hvorved dannes et tykt isolasjons-lag som ikke lenger er i stand til å overføre ekstern varme til tankens indre 352 ved konveksjon.

Anordningen i fig. 1 kan anvendes til å opprettholde flyteevnen eller lettflytingen av oljen i tanken 352 som er plassert innvendig relativt skjermene 354, 355 og 357. Som vist i fig. 13 foretrekkes det å innføre RF-bølger fra toppen av tanken 352 inn i en radiogjennomsiktig applikator 362 som er væsketett ved dens bunnende. Denne anordning sikrer mot oljelekkasje fra tanken 352 dersom applikatoren 362 skulle bli skadet eller få brudd. RF-bølgene som forplantes gjennom den radiogjennomsiktige applikatoren 362 avbøyes inn i oljen ved hjelp av energideflektoren 364 hvor de absorberes og omdannes til termisk energi. RF-bølgene vil ikke trenge gjennom forbi skjermene 354, 355 og 357 og reflekteres tilbake inn i oljen av skjermene 354, 355 og 357, hvis de ikke allerede er blitt absorbert.

Skjermen 357 over toppoverflaten 366 i tanken 352 kan elimineres ettersom den oppvarmede oljen når den avkjøles vil danne et fast lag nær toppoverflaten 366. Imidlertid må en liten passasje tilveiebringes gjennom dette øvre faste laget for forbindelse med den oppvarmede oljen under for å tilveiebringe en dampstrømningsvei, eksempelvis senderrøret 372 varme fra anodekjølingssystemet for magnetronet 368 i RF-generatoren 370 til tanken 352. Røret 372 forløpe over en forutbestemt avstand under toppoverflaten 366 til å gjennomtrenge eventuelt resulterende fast oljelag ved resirkulering av den avioniserte anodekjølnings-oppløsningen gjennom røret 372 som er nedsenket i oljen.

Claims

1. Fremgangsmåte for å fjerne parafinoppbygning fra veggoverflatene hos f.eks. lektere, oljetankere, beholdere, kondensatorrør og andre metall-overflater, karakterisert ved trinnene: å generere elektromagnetisk energi i frekvensområdet fra ca. 300 megahertz til ca. 300 gigahertz, å"-seende nevnte energi gjennom en bølgeleder (132) og radiogjennomsiktig applikator (138), å avbøye nevnte energi mot overflatene som inneholder parafinoppbygningen for å oppvarme og fjerne parafinen derfra, og å homogenisere den fjernede parafinen med andre hydrokarboner som er tilstede i den parafinholdige oljen for å bevirke den til å forbli i oppløsning.

2. Fremgangsmåte for å redusere viskositeten for olje som strømmer i en oljerørledning (144), og å fjerne parafin fra veggene i rørledningen (144), karakterisert ved trinnene: å kople en bølgeleder (132) til rørledningen (144), å tilveiebringe et radiogjennomsiktig tetningsorgan (138) mellom bølge-lederen (132) og rørledningen (144) som er gjennomsiktig for elektromagnetisk energi, men ugjennomtrengelig for oljen i rørledningen (144), å generere elektromagnetisk energi i frekvensområdet mindre enn 300 megahertz til ca. 300 gigahertz, å sende nevnte energi inn i rørledningen (144) gjennom bølgelederen (132), å oppvarme oljen i rørledningen (144) og parafinen på rørledningens sidevegger (144), og å homogenisere den oppvarmede parafinen med andre hydrokarboner i oljen for å bevirke parafinen til å forbli i oppløsning i oljen.

3. Anordning for å redusere viskositeten for olje som strømmer i en rørledning (144) og fjerne parafin fra veggene i rørledningen (144A), karakterisert ved : bølgeledermiddel (132) for å kople til en ende av rørledningen, radiogjennomsiktig tetningsmiddel (138) plassert mellom bølgeledermidlet (132) og enden av rørledningen (144), idet nevnte radiogjennomsiktige tetningsmiddel (138) er gjennomsiktig overfor elektromagnetisk energi, men ugjennomtrengelig for oljen i rørledningen, radiofrekvent genereringsmiddel (16) for generering av elektromagnetisk energi i frekvensområdet av mindre enn 300 megahertz til ca. 300 gigahertz, idet nevnte radiofrekvente genereringsmiddel (16) er koplet til nevnte bølgeleder (132) for å sende elektromagnetisk energi inn i rørledningen (144) gjennom nevnte radiogjennomsiktige tetningsmiddel (138) for å oppvarme oljen i rørledningen (144) og parafinen på sideveggen av rørledningen slik at parafinen homogeniserer med de andre hydrokarbonene i oljen og forblir i oppløsning i oljen.