产生RF信号的传播的差分模式中的干扰的设备及其阵列制造技术

本发明专利技术涉及用于产生在沿着同轴传输线路传输的RF信号的传播的差分模式中的干扰的设备。

Coaxial mode converter

The invention relates to an apparatus for generating interference in a differential mode of propagation of an RF signal transmitted along a coaxial transmission line.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】同轴布置的模式转换器摘要本专利技术涉及用于产生在沿着同轴传输线路传输的RF信号的传播的差分模式中的干扰的设备。描述专利
本专利技术涉及用于产生在沿着同轴传输线路传输的RF(射频)信号的传播的差分模式中的干扰的设备。特别是，这类设备在用于借助于RF辐射进行高粘度碳氢化合物的原位加热的系统，特别地用于创建沿着包括由模式转换器构成的同轴阵列的天线的干扰的系统，更特别地包括插入用于高粘度油的分布式加热的系统中的模式转换器的同轴阵列的RF系统。现有技术本专利技术的设备可用于其中存在对产生在沿着同轴传输线路传输的RF信号的传播的差分模式中的干扰的需要的情况。特别是，本专利技术的设备使用在借助于通过RF而加热碳氢化合物本身来提取碳氢化合物的领域中。在该领域的现有技术中，专利申请或已经公布的专利公开了用于在油井内施加RF热的方法和系统。这些文档通常描述包括在表面处安装的RF能量的发生器、用于将RF信号运送到井的底部的传输线路和用于将RF能量辐射或施加到地质层组的结构(天线)的装置。一些专利参考文档描述可借助于在原位的RF加热来实现的用于石油开采的可能方法，特别是：●减小重油的粘度(US7,891,421Methodandapparatusforin-situRFheatingKasevich(2011))●在储层条件中的固体碳氢化合物的液化(沥青沙)(US2012/0090844SimultaneousConversionandrecoveryofbitumenusingRFMadison等人(2012))●通过对油母岩质(在油页岩中)的高温热解来生产油(US4,485,869RecoveryofliquidhydrocarbonsfromoilshalebyelectromagneticheatinginsituSresty等人(1984))●由油页岩生产有机产品(US4,508,168RFapplicatorforinsituheatingHeeren(1985))●通过将重油加热到高温(在有或没有材料、催化床层和/或其它反应物质的引入的情况下)进行原位转换(升级)(US2010/0219107RadioFrequencyHeatingofpetroleumorebyparticlesusceptorsParsche(2010)；US7,441,597Methodandapparatusforin-situRFassistedgravitydrainageofoilKasevich(2008))●用于注入由RF加热协助的蒸汽的方法(US2012/0061080InlineRFheatingforSAGDoperationsSultenfuss等人(2012)；US8,646,527RFenhancedSAGDmethodforrecoveryofhydrocarbonsTrautman等人(2014))此外，存在涉及不同类型的天线或井的涂敷器的专利参考文档：●天线，不管是偶极子、螺旋形、螺线管还是共线的(US7,441,597Methodandapparatusforin-situRFassistedgravitydrainageofoilKasevich(2008)；US2012/0061380ApparatusandmethodforheatingofhydrocarbondepositsbyRFdrivencoaxialsleeveParsche(2012))；●电极阵列(US4,485,869RecoveryofliquidhydrocarbonsfromoilshalebyelectromagneticheatinginsituSresty等人(1984))；●对折到本身上以形成细长环的双线传输线路(US2012/0061383LitzHeatingAntennaParsche(2012))；●三轴传输线路和套筒(US8,453,739TriaxiallinearinductionantennaarrayforincreasedheavyoilrecoveryParsche(2013)；US2013/0334205SubterraneanantennaincludingantennaelementandcoaxiallinethereinandrelatedmethodsWright等人(2013))。这些参考资料中的一些(US7,441,597；US2012/0061380)描述了共振类型的天线。这些类型的天线通常限于几米的长度并允许在天线周围的储层的有限部分被加热到高温。具有这类天线的系统可提供对油砂的有效解决方案。通过将专门的金属结构安装到井内或在一些情况下利用完成元件本身来得到这类天线。其它系统(如例如在US4,485,869中描述的)基于用于形成冷凝器结构的安装在大地中的孔中的电极的阵列。在这些系统中，在由电极划界的大地的体积内部实现加热。这些系统被提出用于在油页岩露头中的碳氢化合物的回收。最后，对应用于油砂而提出的其它系统基于用于安装在水平井内部的三轴或细长环结构(US2013/0334205、US8,453,739、US2012/0061383)。在相对低的频率(在1-10kHz的范围内)和大约几MW的功率下被供电的这些天线系统被提出用于沿着水平井分布加热到固态沥青的液化所需的高温。现有技术的系统有限制和实际缺点，如下面概述的。集中类型的共振天线对具有非常长的排泄管(例如具有大约数百米的长度)的水平井不是有效的。这是因为共振天线在沿着井分布辐射方面不能是有效的，即使它们具有所涉及的排泄管的典型的长度。例如，从中心提供并在分散介质内辐射的1000m长的偶极子(油储层的导电率的一般范围在0.001和0.1S/m之间)分布被限制到在供应点周围几米的电场，而不考虑偶极子的物理长度。这个性能也是具有与偶极子的几何结构不同的几何结构(例如螺旋形、螺线管或与同轴套筒偶极子共线)的其它类型的共振天线的特征。因此，不可能利用这类天线来沿着排泄管分布能量。然而，被设计成在1-10kHz的频率下工作的分布式天线具有其它缺点。三轴天线的参数不允许辐射阵列的配置或设计是周围介质的特征或沿着排泄管的能量的期望分布的函数。特别是，没有限定RF功率可沿着排泄管均匀地分布的方式。此外，考虑到对在传输线路周围的套筒结构的需要，三轴天线可以是非常庞大的结构。这最后一个方面可构成用于将天线合并到油井内的缺点。然而，对折到本身上以形成细长环的双线线路天线具有其它缺点。这些缺点中的第一个在于产生双线线路在输送能量时具有高损失的事实。这可导致在油井内部的能量的显著损失，这对在储层内深处的能量的输送是缺点。此外且类似于三轴天线，可如何控制输送到介质的功率的分布并不清楚。看起来确定结构的辐射特性的唯一参数是在双线线路的两个导体之间的距离，其在任何情况下被限制到在它被安装于的井内部的部分。具有1-10kHz的频率的所提出的天线具有其它缺点。这类天线在频率范围内操作，在所述频率范围内，在辐射方向(相对于井的轴)上的电磁能的分布不能通过控制频率来被控制。这是因为在1-10kHz的范围内，透入深度(skindepth)(电磁场穿透介质时的深度等本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于产生在沿着同轴传输线路传输的RF信号的传播的差分模式中的干扰的设备，所述线路包括由电介质材料层分离的外部导体和内部导体，所述设备包括：第一导体；第二导体；连接装置，其适合于形成在所述设备和所述同轴传输线路之间的电连接，使得所述设备的所述第一导体形成在所述设备的上游的所述传输线路的外部导体和所述设备的下游的所述传输线路的外部导体之间的电连接，以及所述设备的所述第二导体形成在所述设备的上游的所述传输线路的内部导体和所述设备的下游的所述传输线路的内部导体之间的电连接；其中，在存在沿着所述同轴传输线路的RF信号的情况下，产生在沿着所述同轴传输线路的所述信号的传播的所述差分模式中的干扰，引起在所述同轴传输线路的所述外部导体中的电流和在围绕所述同轴传输线路的区域中的电磁场。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.11 IT MI2014A0014861.一种用于产生在沿着同轴传输线路传输的RF信号的传播的差分模式中的干扰的设备，所述线路包括由电介质材料层分离的外部导体和内部导体，所述设备包括：第一导体；第二导体；连接装置，其适合于形成在所述设备和所述同轴传输线路之间的电连接，使得所述设备的所述第一导体形成在所述设备的上游的所述传输线路的外部导体和所述设备的下游的所述传输线路的外部导体之间的电连接，以及所述设备的所述第二导体形成在所述设备的上游的所述传输线路的内部导体和所述设备的下游的所述传输线路的内部导体之间的电连接；其中，在存在沿着所述同轴传输线路的RF信号的情况下，产生在沿着所述同轴传输线路的所述信号的传播的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·迪伦佐，A·马里亚尔迪，乔瓦尼·加尔加尼，
申请(专利权)人：艾尼股份公司，
类型：发明
国别省市：意大利,IT