EP2010751B1

Temperature limited heaters using phase transformation of ferromagnetic material

Abstract

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EP2010751B1, drawing sheet 1
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15 claims: 15 independent, 0 dependent

  1. 1
    A heater, comprising:a ferromagnetic conductor (228);andan electrical conductor (232) electrically coupled to the ferromagnetic conductor;wherein the heater is configured to provide a first amount of heat at a lower temperature and,characterized in that the heater is configured to provide a second reduced amount of heat when the heater reaches a selected temperature, or enters a selected temperature range, wherein the ferromagnetic conductor (228) comprises a ferromagnetic material which is chosen such that the ferromagnetic conductor undergoes a phase transformation from ferrite to austenite at the selected temperature or the selected temparture range. Appareil de chauffage comprenant : un conducteur ferromagnétique (228) ;etun conducteur électrique (232) couplé électriquement au conducteur ferromagnétique ;l'appareil de chauffage étant configuré pour fournir une première quantité de chaleur à une température inférieure et,caractérisé en ce que l'appareil de chauffage est configuré pour fournir une seconde quantité de chaleur réduite lorsque l'appareil de chauffage atteint une température sélectionnée, ou entre dans une plage de température sélectionnée, le conducteur ferromagnétique (228) comprenant un matériau ferromagnétique qui est choisi de sorte que le conducteur ferromagnétique subit une transformation de phase de ferrite en austénite à la température ou à la plage de température sélectionnée. Heizung, die Folgendes umfasst: einen ferromagnetischen Leiter (228);undeinen elektrischen Leiter (232), der elektrisch mit dem ferromagnetischen Leiter gekoppelt ist;wobei die Heizung konfiguriert ist, eine erste Wärmemenge bei einer niedrigeren Temperatur bereitzustellen, unddadurch gekennzeichnet, dass die Heizung so konfiguriert ist, dass sie eine zweite reduzierte Wärmemenge bereitstellt, wenn die Heizung eine ausgewählte Temperatur erreicht oder in einen ausgewählten Temperaturbereich eintritt, wobei der ferromagnetische Leiter (228) ein ferromagnetisches Material umfasst, das gewählt ist, sodass der ferromagnetische Leiter bei der ausgewählten Temperatur oder dem ausgewählten Temperaturbereich eine Phasenumwandlung von Ferrit zu Austenit erfährt.
  2. 2
    Appareil de chauffage selon la revendication 1, dans lequel le conducteur ferromagnétique (228) est positionné par rapport au conducteur électrique extérieur (232) de sorte qu'un champ électromagnétique produit par un flux de courant variant dans le temps dans le conducteur ferromagnétique limite une majorité du flux du courant électrique au conducteur électrique extérieur à des températures inférieures ou proches de la température sélectionnée. Heizung nach Anspruch 1, wobei der ferromagnetische Leiter (228) bezogen auf den äußeren elektrischen Leiter (232) positioniert ist, sodass ein elektromagnetisches Feld, das durch zeitlich variierenden Stromfluss in dem ferromagnetischen Leiter erzeugt wird, einen Großteil des Stroms des elektrischen Stroms zum äußeren elektrischen Leiter bei Temperaturen unter oder nahe der ausgewählten Temperatur begrenzt. The heater of claim 1, wherein the ferromagnetic conductor (228) is positioned relative to the outer electrical conductor (232) such that an electromagnetic field produced by time-varying current flow in the ferromagnetic conductor confines a majority of the flow of the electrical current to the outer electrical conductor at temperatures below or near the selected temperature.
  3. 3
    Appareil de chauffage selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel le conducteur électrique (232) fournit une majorité d'une sortie de chaleur résistive de l'appareil de chauffage à des températures atteignant approximativement la température sélectionnée, ou la plage de température sélectionnée, de la transformation de phase du conducteur ferromagnétique (228). Heizung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der elektrische Leiter (232) einen Großteil einer Heizwiderstandsleistung der Heizung bei Temperaturen bis ungefähr zur ausgewählten Temperatur oder dem ausgewählten Temperaturbereich der Phasenumwandlung des ferromagnetischen Leiters (228) bereitstellt. The heater of any of claims 1 or 2, wherein the electrical conductor (232) provides a majority of a resistive heat output of the heater at temperatures up to approximately the selected temperature, or the selected temperature range, of the phase transformation of the ferromagnetic conductor (228).
  4. 4
    Appareil de chauffage selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel la transformation de phase comprend une transformation de phase cristalline. Heizung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Phasenumwandlung eine kristalline Phasenumwandlung umfasst. The heater of any of claims 1 or 2, wherein the phase transformation comprises a crystalline phase transformation.
  5. 5
    Appareil de chauffage selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel la transformation de phase comprend un changement dans la structure cristalline du matériau ferromagnétique dans le conducteur ferromagnétique (228). Heizung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Phasenumwandlung eine Änderung in der Kristallstruktur von ferromagnetischem Material im ferromagnetischen Leiter (228) umfasst. The heater of any of claims 1 or 2, wherein the phase transformation comprises a change in the crystal structure of ferromagnetic material in the ferromagnetic conductor (228).
  6. 6
    Appareil de chauffage selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, l'appareil de chauffage se limitant automatiquement à une température proche de la température ou de la plage de température de transformation de phase. Heizung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei sich die Heizung bei einer Temperatur nahe der Phasenumwandlungstemperatur oder des Temperaturbereichs selbst begrenzt. The heater of any of claims 1 or 2, wherein the heater self-limits at a temperature near the phase transformation temperature or temperature range.
  7. 7
    Appareil de chauffage selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel la transformation de phase est réversible. Heizung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Phasenumwandlung umkehrbar ist. The heater of any of claims 1 or 2, wherein the phase transformation is reversible.
  8. 8
    Appareil de chauffage selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel la température de Curie du matériau ferromagnétique est dans la plage de température de la transformation de phase du matériau ferromagnétique. Heizung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Curie-Temperatur des ferromagnetischen Materials innerhalb des Temperaturbereichs der Phasenumwandlung des ferromagnetischen Materials liegt. The heater of any of claims 1 or 2, wherein the Curie temperature of the ferromagnetic material is within the temperature range of the phase transformation of the ferromagnetic material.
  9. 9
    Appareil de chauffage selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel le conducteur ferromagnétique (228) comprend un matériau supplémentaire configuré pour ajuster la température sélectionnée, ou la plage de température sélectionnée, du conducteur ferromagnétique. Heizung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der ferromagnetische Leiter (228) zusätzliches Material umfasst, das konfiguriert ist, die ausgewählte Temperatur oder den ausgewählten Temperaturbereich des ferromagnetischen Leiters anzupassen. The heater of any of claims 1 or 2, wherein the ferromagnetic conductor (228) comprises additional material configured to adjust the selected temperature, or the selected temperature range, of the ferromagnetic conductor.
  10. 10
    Appareil de chauffage selon la revendication 9, dans lequel l'addition de matériau est configurée pour ajuster la largeur de la plage de température de la transformation de phase. Heizung nach Anspruch 9, wobei die Materialzugabe konfiguriert ist, die Weite des Temperaturbereichs der Phasenumwandlung anzupassen. The heater of claim 9, wherein the material addition is configured to adjust the width of the temperature range of the phase transformation.
  11. 11
    Appareil de chauffage selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, l'appareil de chauffage présentant un rapport de réglage d'au moins 2 à 1. Heizung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Heizung ein Regelverhältnis von mindestens 2 zu 1 hat. The heater of any of claims 1 or 2, wherein the heater has a turndown ratio of at least 2 to 1.
  12. 12
    Appareil de chauffage selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, l'appareil de chauffage étant configuré pour fournir de la chaleur à une couche contenant des hydrocarbures dans une formation contenant des hydrocarbures de sorte que la chaleur est transférée de l'appareil de chauffage aux hydrocarbures dans la couche contenant des hydrocarbures pour au moins mobiliser certains hydrocarbures dans la couche. Heizung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Heizung konfiguriert ist, einer kohlenwasserstoffhaltigen Schicht in einer kohlenwasserstoffhaltigen Formation Wärme bereitzustellen, sodass Wärme von der Heizung auf Kohlenwasserstoffe in der kohlenwasserstoffhaltigen Schicht übertragen wird, um wenigstens einige Kohlenwasserstoffe in der Schicht zu mobilisieren. The heater of any of claims 1 or 2, wherein the heater is configured to provide heat to a hydrocarbon containing layer in a hydrocarbon containing formation such that heat transfers from the heater to hydrocarbons in the hydrocarbon containing layer to at least mobilize some hydrocarbons in the layer.
  13. 13
    A method of heating a subsurface formation comprising providing electrical current to the heater to provide heat to at least a portion of the subsurface formation, characterized in using the heater as claimed in any of claims 1 or 2. Procédé de chauffage d'une formation souterraine comprenant la fourniture d'un courant électrique à l'appareil de chauffage pour fournir de la chaleur à au moins une partie de la formation souterraine, caractérisé par l'utilisation de l'appareil de chauffage selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2. Verfahren zum Erwärmen einer Untergrundformation, das das Bereitstellen von elektrischem Strom an die Heizung zum Bereitstellen von Wärme für wenigstens einen Abschnitt der Untergrundformation umfasst, gekennzeichnet durch Verwenden der Heizung nach einem der Ansprüche 1 oder 2.
  14. 14
    Procédé selon la revendication 13, dans lequel la formation souterraine comprend des hydrocarbures, le procédé comprenant en outre le fait de permettre à la chaleur d'être transférée à la formation de sorte qu'au moins certains hydrocarbures sont pyrolysés dans la formation. The method as claimed in claim13, wherein the subsurface formation comprises hydrocarbons, the method further comprising allowing the heat to transfer to the formation such that at least some hydrocarbons are pyrolyzed in the formation. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Untergrundformation Kohlenwasserstoffe umfasst, wobei das Verfahren ferner das Zulassen umfasst, dass die Wärme auf die Formation übertragen wird, sodass wenigstens einige Kohlenwasserstoffe in der Formation pyrolysiert werden.
  15. 15
    Procédé selon la revendication 13, comprenant en outre la production d'un fluide à partir de la formation. The method as claimd in claim 13, further comprising producing a fluid from the formation. Verfahren nach Anspruch 13, das ferner das Erzeugen eines Fluids aus der Formation umfasst.
Independent claims15