專利名稱：定壓觸發(fā)電脈沖解堵裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
涉及領(lǐng)域本實用新型屬于石油井下解堵增產(chǎn)工具，具體地說，是一種定壓觸發(fā)電脈沖解堵裝置。
油井解堵施工中，地面電源經(jīng)由電纜向井下送電。井下設(shè)備對由電纜傳送至的電源升壓，整流后成為高壓直流電源對儲能電容充電。當(dāng)儲能電容充電至額定值時，由控制電路發(fā)出觸發(fā)信號，使觸發(fā)開關(guān)管導(dǎo)通。儲能電容上所儲電能經(jīng)由觸發(fā)開關(guān)管、處于水中的放電電極形成放電回路，強大的瞬間電流在電極間隙處產(chǎn)生液電效應(yīng)，即爆炸，對井壁附近地層產(chǎn)生沖擊力。地層在反復(fù)多次的爆炸沖擊作用下，實現(xiàn)了油層和水層的解堵。系統(tǒng)每分鐘放電次數(shù)一般在1～10次?，F(xiàn)有的各類電脈沖解堵設(shè)備，電路復(fù)雜，設(shè)備成本高，故障率高，維修保養(yǎng)難度大，使用成本高。
本實用新型的內(nèi)容是這樣實現(xiàn)的包括電路筒1、電容筒2、定壓開關(guān)管3、放電電極4、測井電纜5、頻率變換器6，電路筒1、電容筒2、定壓開關(guān)管3、放電電極4依次相接，電路筒1通過測井電纜5與頻率變換器6上的充電電壓輸入口7、變頻輸出口8連接。
本實用新型還采用如下技術(shù)方案井下電路由升壓變壓器T、整流硅堆D1-D4、限流電阻R1、儲能電容器C、測量電阻R2、定壓觸發(fā)開關(guān)K和放電電極K構(gòu)成，升壓變壓器T、整流硅堆D1-D4、限流電阻R1、儲能電容器C、測量電阻R2、定壓觸發(fā)開關(guān)K均置于電路筒1內(nèi)。
放電電極4的陽極通過絕緣層與電路筒1內(nèi)放電回路相連，陰極與外殼相連構(gòu)成一體，組成放電回路的地線。
變頻電源經(jīng)測井電纜5并聯(lián)送電至井下部分，與電纜5外皮構(gòu)成饋電回路，饋電至升壓變壓器T的初級。升壓變壓器T次級輸出的高壓電流經(jīng)D1～D4硅堆組成的整流橋后成為直流，經(jīng)限流電阻R1、向儲能電容C充電。
儲能電容C上的充電電壓，跨接在定壓觸發(fā)開關(guān)K和放電電極P串接的回路中。
本實用新型的優(yōu)點在于與同類設(shè)備相比，該實用新型由于結(jié)構(gòu)簡單，元器件少，因而在井下解堵施工作業(yè)中故障率低，施工費用低，有利于該型設(shè)備的推廣應(yīng)用，簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低系統(tǒng)成本，降低設(shè)備故障率，進(jìn)而降低生產(chǎn)應(yīng)用成本。
具體實施地面設(shè)備僅有頻率變換器6和測量電流表M。頻率變換器6將地面50Hz、220V的工頻電源變頻為400Hz、輸出電壓為0～220V可調(diào)式電源。該電源可通過任何類型的測井電纜送往井下。井下電路由升壓變壓器T、整流硅堆D1-D4、限流電阻R1、儲能電容器C、測量電阻R2、定壓觸發(fā)開關(guān)K和放電電極K構(gòu)成。除放電電極外，所有器件均置于電路筒內(nèi)，電路筒密封耐高壓。放電電極4的陽極通過耐高壓、防漏的絕緣層與電路筒1內(nèi)放電回路相連。陰極與外殼相連構(gòu)成一體，組成放電回路的地線。地面電源采用變頻電源的目的在于變壓器鐵芯材料與頻率有關(guān)。400Hz所用變壓器鐵芯材料體積小于50Hz變壓器鐵芯材料，因而采用400Hz頻率變壓器，在功率不變的條件下體積較小，可以裝在內(nèi)徑僅為69mm的電路筒內(nèi)。井下變壓器將電源升壓至20KV，經(jīng)整流硅堆D1-D4整流后經(jīng)限流電阻R1向儲能電容C充電。定壓觸發(fā)開關(guān)管K系由陶瓷材料和鋼鎢合金制成。其定壓觸發(fā)導(dǎo)通值由定壓觸發(fā)開關(guān)的兩極間隙決定，間隙越大，觸發(fā)導(dǎo)通電壓越高。該同隙一般調(diào)節(jié)至25KV觸發(fā)導(dǎo)通。當(dāng)儲能電容C充電電壓達(dá)到定壓觸發(fā)開關(guān)管K觸發(fā)間隙確定的觸發(fā)電壓值時，由儲能電容C、定壓觸發(fā)開關(guān)管K和放電間隙處于水中的放電電極P共同構(gòu)成的放電回路由于定壓觸發(fā)開關(guān)管K導(dǎo)通而放電，在放電電極P的放電間隙處產(chǎn)生液電效應(yīng)即爆炸。電容C瞬間放電完成后，定壓觸發(fā)開關(guān)管K由于兩極所加電壓低于其觸發(fā)電壓而斷開，地面電源再次經(jīng)升壓變壓器、整流橋為儲能電容器充電，開始下一次觸發(fā)放電過程。該過程的反復(fù)進(jìn)行，實現(xiàn)油層或水層的解堵。解堵施工過程中，儲能電容C上的充電電壓為由測量電阻R2、電纜芯線和外皮、測量電流表M構(gòu)成的測量回路提供測量電流，由測量電流表M讀取的電流值可監(jiān)測儲能電容器C的充電電壓值、放電電壓值并進(jìn)而計算出放電能量。本實用新型放電能量為1000J。
如附圖
2所示。本實用新型由變頻電源和測量表頭M組成地面部分；井下部分由升壓變壓器T、整流硅堆D1～D4、限流電阻R1、測量電阻R2、儲能電容C、定壓觸發(fā)開關(guān)管K和放電電極P組成。井下部分均置于管殼內(nèi)。使用中，由測井電纜將系統(tǒng)井下部分下放至預(yù)定井深，由系統(tǒng)地面部分向井下部分供電，井下部分開始周期性地充放電作業(yè)，并將井下儲能電容C上的充電電壓值，經(jīng)由測量電阻R2反饋至地面，以監(jiān)視系統(tǒng)工作。系統(tǒng)工作完畢后，儲能電容C上的殘余電壓經(jīng)測量電阻R2、電纜、測量電流表M放電，以保證工作人員拆卸設(shè)備時的人身安全。
權(quán)利要求1.定壓觸發(fā)電脈沖解堵裝置，包括電路筒(1)、電容筒(2)、定壓開關(guān)管(3)、放電電極(4)、測井電纜(5)、頻率變換器(6)，其特征在于電路筒(1)、電容筒(2)、定壓開關(guān)管(3)、放電電極(4)依次相接，電路筒(1)通過測井電纜(5)與頻率變換器(6)上的充電電壓輸入口(7)、變頻輸出口(8)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定壓觸發(fā)電脈沖解堵裝置，其特征在于井下電路由升壓變壓器T、整流硅堆D1-D4、限流電阻R1、儲能電容器C、測量電阻R2、定壓觸發(fā)開關(guān)K和放電電極K構(gòu)成，升壓變壓器T、整流硅堆D1-D4、限流電阻R1、儲能電容器C、測量電阻R2、定壓觸發(fā)開關(guān)K均置于電路筒(1)內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定壓觸發(fā)電脈沖解堵裝置，其特征在于放電電極(4)的陽極通過絕緣層與電路筒(1)內(nèi)放電回路相連，陰極與外殼相連構(gòu)成一體，組成放電回路的地線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定壓觸發(fā)電脈沖解堵裝置，其特征在于變頻電源經(jīng)測井電纜(5)并聯(lián)送電至井下部分，與電纜(5)外皮構(gòu)成饋電回路，饋電至升壓變壓器T的初級，升壓變壓器T次級輸出的高壓電流經(jīng)D1～D4硅堆組成的整流橋后成為直流，經(jīng)限流電阻R1、向儲能電容C充電。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定壓觸發(fā)電脈沖解堵裝置，其特征在于儲能電容C上的充電電壓，跨接在定壓觸發(fā)開關(guān)K和放電電極P串接的回路中。
專利摘要一種用于石油井下解堵增產(chǎn)的定壓觸發(fā)電脈沖解堵裝置，包括電路筒1、電容筒2、定壓開關(guān)管3、放電電極4、測井電纜5、頻率變換器6，電路筒1、電容筒2、定壓開關(guān)管3、放電電極4依次相接，電路筒1通過測井電纜5與頻率變換器6上的充電電壓輸入口7、變頻輸出口8連接，與同類設(shè)備相比，該實用新型由于結(jié)構(gòu)簡單，元器件少，因而在井下解堵施工作業(yè)中故障率低，施工費用低，有利于該型設(shè)備的推廣應(yīng)用，簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低系統(tǒng)成本，降低設(shè)備故障率，進(jìn)而降低生產(chǎn)應(yīng)用成本。
文檔編號E21B43/25GK2551766SQ02235339
公開日2003年5月21日 申請日期2002年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月31日
發(fā)明者盧明, 吳國明, 路立君, 李平, 呂文海, 來恩良, 屈丹安 申請人:中國石油天然氣股份有限公司