一種基于液電脈沖激波的油井解堵增產(chǎn)裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于液電脈沖激波的油井解堵增產(chǎn)裝置，包括地面供電控制裝置、測(cè)井電纜及井下液電脈沖激波發(fā)射器。工作時(shí)測(cè)井電纜將液電脈沖激波發(fā)射器置于井下油層射孔處，通過(guò)控制地面供電控制裝置設(shè)置液電脈沖激波的次數(shù)及重復(fù)頻率。液電脈沖激波轟擊油層射孔處的堵塞物，使其破碎進(jìn)入油筒內(nèi)，解除射孔處的堵塞。同時(shí)液電脈沖激波通過(guò)護(hù)套向徑向方向傳播，作用于射孔處的儲(chǔ)油巖層，增加其裂縫，進(jìn)而增強(qiáng)原油的滲透性。射孔堵塞解除及巖層裂縫增加均能顯著增加油井的原油產(chǎn)量。本發(fā)明的液電脈沖激波油井解堵增產(chǎn)方法與傳統(tǒng)的化學(xué)解堵、壓裂解堵等方法相比，屬于純物理手段的解堵增產(chǎn)方法，具有作業(yè)簡(jiǎn)單、效果顯著、環(huán)境友好型及成本低廉等特點(diǎn)，并有望拓展到頁(yè)巖氣、礦產(chǎn)等開(kāi)采領(lǐng)域。
【專利說(shuō)明】
一種基于液電脈沖激波的油井解堵増產(chǎn)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于高電壓技術(shù)、脈沖功率技術(shù)及油氣開(kāi)采領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于液電脈沖激波的油井解堵增產(chǎn)裝置。【背景技術(shù)】
[0002]石油開(kāi)采過(guò)程中，由于原油中含有大量砂石及膠類物質(zhì)，長(zhǎng)時(shí)間開(kāi)采后易出現(xiàn)射孔堵塞，造成油井產(chǎn)油量下降。部分油井由于油含量低并且堵塞嚴(yán)重，采用常規(guī)的解堵方法成本較高，被舍棄成為枯井。目前世界上30年以上的老油田年產(chǎn)量約占全球產(chǎn)量的70%，石油新增儲(chǔ)量中75%來(lái)自老油田。新老油田不同程度地存在因污染堵塞而減產(chǎn)的情況，在老油田中尤其嚴(yán)重。我國(guó)油井地質(zhì)多沙，油層薄且開(kāi)采深度較深，據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)已有上萬(wàn)口油井因堵塞無(wú)產(chǎn)油。
[0003]常規(guī)的油井解堵增產(chǎn)手段主要包括化學(xué)解堵、壓裂解堵、超聲波解堵等。化學(xué)解堵增產(chǎn)方法實(shí)施工藝復(fù)雜，化學(xué)物品存儲(chǔ)、運(yùn)輸較為危險(xiǎn)，需要較長(zhǎng)的作業(yè)時(shí)間，以及帶來(lái)的生態(tài)問(wèn)題(如地下水污染等)制約了該方法的廣泛應(yīng)用。壓裂解堵增產(chǎn)方法作業(yè)工藝復(fù)雜， 帶來(lái)嚴(yán)重的地下水污染，目前水力壓裂解堵方法已被法國(guó)等歐盟國(guó)家禁止使用。超聲波解堵方法結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，作業(yè)工藝簡(jiǎn)單，但是在深井內(nèi)部難以產(chǎn)生強(qiáng)有力的超聲波，解堵效果有限。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有解堵技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、作業(yè)工藝簡(jiǎn)單、 環(huán)境友好型、成本低廉的基于液電脈沖激波的油井解堵增產(chǎn)裝置。
[0005]本發(fā)明提供了一種基于液電脈沖激波的油井解堵增產(chǎn)裝置，包括:位于地面的供電控制裝置、設(shè)置于井下的液電脈沖激波發(fā)射器、以及用于連接供電控制裝置和液電脈沖激波發(fā)射器的測(cè)井電纜;液電脈沖激波發(fā)射器用于產(chǎn)生高強(qiáng)度激波并向外輻射聚焦傳播， 作用油井周圍，實(shí)現(xiàn)油井增產(chǎn)。
[0006]其中，具體工作過(guò)程如下:根據(jù)油井狀況及現(xiàn)場(chǎng)需求制定解堵增產(chǎn)作業(yè)規(guī)范;利用測(cè)井電纜將井下液電脈沖激波發(fā)射器輸送到油層射孔處;通過(guò)地面供電控制裝置控制井下液電脈沖激波發(fā)射器至少輸出一次液電脈沖激波，轟擊射孔堵塞及周邊巖層;利用測(cè)井電纜將井下液電脈沖激波發(fā)射器升出井口，完成該次解堵增產(chǎn)作業(yè)。
[0007]更進(jìn)一步地，液電脈沖激波發(fā)射器包括:同軸依次設(shè)置的高溫電容單元、脈沖壓縮單元和液電脈沖激波產(chǎn)生單元;其中，高電壓轉(zhuǎn)換單元用于將低壓交流電通過(guò)全橋或半橋整流方式輸出直流高壓;高溫電容單元用于儲(chǔ)存液電脈沖放電的全部電能量;脈沖壓縮單元用于將高溫電容單元的能量瞬間施加到液電脈沖激波產(chǎn)生單元;液電脈沖激波產(chǎn)生單元用于產(chǎn)生高強(qiáng)度激波并向外輻射聚焦傳播，作用油井周圍，實(shí)現(xiàn)油井增產(chǎn)。
[0008]其中，高溫電容單元采用脈沖電容器，能夠耐受80°C以上的井下高溫。在后一具體實(shí)施例中，采用金屬化膜電容器，最高工作溫度為120°C，對(duì)應(yīng)整個(gè)油井解堵增產(chǎn)裝置的最大作業(yè)深度為4000m。
[0009]其高溫電容單元可以采用多級(jí)級(jí)聯(lián)的形式，可根據(jù)不同油井的作業(yè)需求靈活選擇電容量等參數(shù)，選擇合適的激波強(qiáng)度。
[0010]更進(jìn)一步地，高溫電容單元包括多級(jí)級(jí)聯(lián)的脈沖電容器。
[0011]更進(jìn)一步地，脈沖壓縮單元包括脈沖壓縮開(kāi)關(guān)及其控制回路;控制回路用于當(dāng)高溫電容單元充電至設(shè)定電壓時(shí)輸出使得脈沖壓縮開(kāi)關(guān)迅速導(dǎo)通的觸發(fā)信號(hào);脈沖壓縮開(kāi)關(guān)用于在其導(dǎo)通后將高溫電容單元的能量瞬間施加到液電脈沖激波產(chǎn)生單元。
[0012]更進(jìn)一步地，脈沖壓縮開(kāi)關(guān)為氣體開(kāi)關(guān)、真空觸發(fā)開(kāi)關(guān)或其它高電壓固體開(kāi)關(guān)。
[0013]更進(jìn)一步地，其液電脈沖激波產(chǎn)生單元放電電極可以采用棒_板電極形式，電極材料可采用不銹鋼、鎢銅電極或其它耐燒蝕電極材料。放電間隙周圍設(shè)計(jì)成旋轉(zhuǎn)拋物面，可起到激波聚焦定向效果，使激波向徑向傳播，可提高激波解堵造縫效果。
[0014]其中，液電脈沖激波產(chǎn)生單元的工作過(guò)程為:液電激波放電間隙在高電壓作用下?lián)舸?，通過(guò)脈沖大電流，在膠膜護(hù)套內(nèi)弱壓縮性的放電液體內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)力激波，并向外傳播； 膠膜護(hù)套在強(qiáng)力激波作用下膨脹，將激波傳遞到油井內(nèi)，作用于堵塞射孔和周邊巖層。
[0015]更進(jìn)一步地，所述液電脈沖激波產(chǎn)生單元包括同軸設(shè)置的金屬外筒、棒電極、板電極、絕緣固定件、膠膜護(hù)套和放電液體;金屬外筒與板電極的幾何中心以棒電極的中軸線為軸心同軸分布，且板電極作為陰極恰好可置于所述金屬外筒的底端內(nèi)部并通過(guò)螺紋固定， 金屬外筒、板電極、棒電極均浸于放電液體，放電液體通過(guò)膠膜護(hù)套密封使其與外接環(huán)境可靠隔離;棒電極與絕緣固定件通過(guò)螺紋緊密連接;膠膜護(hù)套用于將所述金屬外筒、棒電極、 板電極和絕緣固定件嚴(yán)格封閉以使得所述放電液體不受油井復(fù)雜液體環(huán)境的影響。
[0016]更進(jìn)一步地，金屬外筒均采用同一種高強(qiáng)度金屬材料，如不銹鋼，能夠承受井下高靜態(tài)壓強(qiáng)和化學(xué)物質(zhì)腐蝕，并能避免由于不同金屬材料導(dǎo)致的電化學(xué)反應(yīng)腐蝕。
[0017]更進(jìn)一步地，所述板電極和所述絕緣固定件均為旋轉(zhuǎn)拋物面結(jié)構(gòu)，滿足拋物面方程y2 = a(x+b);其中y為放電電極的中軸線，x為拋物面的對(duì)稱水平軸線，a、b為常數(shù)，根據(jù)激波的作用范圍及作用距離優(yōu)化確定。
[0018]更進(jìn)一步地，在絕緣固定件底端的拋物面增加了沿面擊穿距離，用于提高電氣絕緣強(qiáng)度;且放電間隙的水平中軸線恰好位于板電極和絕緣固定件組成的拋物面的焦點(diǎn)上。
[0019]更進(jìn)一步地，膠膜護(hù)套采用耐油腐蝕，工作溫度高于200°C，且伸長(zhǎng)率大于200%的材料。
[0020]更進(jìn)一步地，膠膜護(hù)套的材料為氟橡膠或聚乙烯膜。
[0021]通過(guò)本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下的有益效果:
[0022](1)本發(fā)明基于液電脈沖放電產(chǎn)生激波，屬于純物理解堵增產(chǎn)手段，不存在環(huán)境污染等問(wèn)題。
[0023](2)本發(fā)明的液電脈沖激波發(fā)射器位于膠膜護(hù)套內(nèi)，能夠有效防止砂石等對(duì)液電放電間隙的堵塞，安全可靠。放電間隙周圍設(shè)計(jì)成旋轉(zhuǎn)拋物面，可起到激波聚焦定向效果， 使激波向徑向傳播，可提高激波解堵造縫效果。
[0024](3)本發(fā)明的電容單元可級(jí)聯(lián)電容單元，能夠滿足不同靜壓、不同成分液體介質(zhì)下的液電脈沖放電特性，根據(jù)需要產(chǎn)生不同強(qiáng)度的激波。
[0025](4)本發(fā)明的基于液電脈沖激波的油井解堵增產(chǎn)裝置外殼采用不銹鋼，能夠承受高靜態(tài)壓強(qiáng)，同時(shí)可避免不同金屬材料導(dǎo)致的電化學(xué)反應(yīng)腐蝕?！靖綀D說(shuō)明】
[0026]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的基于液電脈沖激波的油井解堵增產(chǎn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的基于液電脈沖激波的油井解堵增產(chǎn)裝置中井下液電脈沖激波發(fā)射器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的基于液電脈沖激波的油井解堵增產(chǎn)裝置中液電放電間隙與膠膜護(hù)套的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的基于液電脈沖激波油井解堵增產(chǎn)裝置典型的電壓、電流及激波波形示意圖。
[0030]圖5(a)是現(xiàn)有技術(shù)中在實(shí)驗(yàn)室模擬油井解堵效果的示意圖；(b)是本發(fā)明實(shí)施例提供的基于液電脈沖激波油井解堵增產(chǎn)裝置在實(shí)驗(yàn)室模擬油井解堵效果的示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0031]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0032]基于液電脈沖激波原理的石油大幅度增產(chǎn)技術(shù)是將近代高新技術(shù)理論一一脈沖功率技術(shù)應(yīng)用于油氣領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)技術(shù)，通過(guò)在井下油層段產(chǎn)生強(qiáng)力液電脈沖激波，解除油田射孔堵塞，增加巖層裂縫促進(jìn)油的滲透，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)。該方法為純粹的物理增產(chǎn)手段，較傳統(tǒng)的解堵方法而言，不存在環(huán)境污染問(wèn)題，同時(shí)具有安全高效、施工工藝簡(jiǎn)單、作業(yè)時(shí)間短等特點(diǎn)。該方法在煤層氣、頁(yè)巖氣的開(kāi)發(fā)中也具有廣闊的應(yīng)用前景。[〇〇33]圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的基于液電脈沖激波的油井解堵增產(chǎn)裝置的結(jié)構(gòu)， 為了便于說(shuō)明，僅示出了與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的部分，現(xiàn)詳述如下:
[0034]本發(fā)明提供的一種基于液電脈沖激波的油井解堵增產(chǎn)裝置，包括位于地面的供電控制裝置101、測(cè)井電纜102及設(shè)置于井下的液電脈沖激波發(fā)射器103;液電脈沖激波發(fā)射器 103通過(guò)測(cè)井電纜102連接供電控制裝置101。
[0035]在本發(fā)明實(shí)施例中，基于液電脈沖激波的油井解堵增產(chǎn)裝置的工作流程為:
[0036]根據(jù)油井狀況及現(xiàn)場(chǎng)需求制定解堵增產(chǎn)作業(yè)規(guī)范；
[0037]利用測(cè)井電纜102將井下液電脈沖激波發(fā)射器103輸送到油層射孔104處；
[0038]通過(guò)地面供電控制裝置101控制井下液電脈沖激波發(fā)射器10 3至少輸出一次液電脈沖激波，轟擊射孔堵塞及周邊巖層；
[0039]利用測(cè)井電纜102將井下液電脈沖激波發(fā)射器103升出井口，完成該次解堵增產(chǎn)作業(yè)。
[0040]在本發(fā)明實(shí)施例中，地面供電控制裝置101可采用220V/50Hz、380V/50Hz或其它交、直流電源，將其轉(zhuǎn)換為中頻電壓通過(guò)測(cè)井電纜102傳輸?shù)骄乱弘娒}沖激波發(fā)射器103。
[0041]在本發(fā)明實(shí)施例中，測(cè)井電纜可以采用專用的油井電纜，采用專用馬龍頭與井下液電脈沖激波發(fā)射器103相連接，具有傳輸電能及承重功能。
[0042]在本發(fā)明實(shí)施例中，可以利用測(cè)井電纜102自身的電感和電阻作為保護(hù)元件，無(wú)需施加新的限流保護(hù)元件。[〇〇43]在本發(fā)明實(shí)施例中，井下液電脈沖激波發(fā)射器103包括高電壓轉(zhuǎn)換單元201、高溫電容單元202、脈沖壓縮單元203及液電脈沖激波產(chǎn)生單元204;各個(gè)單元兩端開(kāi)有特質(zhì)的接口，該接口不僅可通過(guò)接口的螺紋配合將各個(gè)單元嚴(yán)格密封，保證各個(gè)單元處于同軸結(jié)構(gòu)， 增加其機(jī)械強(qiáng)度;而且保證液電脈沖激波發(fā)射器103各個(gè)單元間良好的電氣連接。
[0044]其中，高電壓轉(zhuǎn)換單元201采用中頻升壓變壓器結(jié)合全橋或半橋整流方案，利用高溫電容單元202作為濾波單元，在設(shè)計(jì)時(shí)間內(nèi)將高溫電容單元202充電至設(shè)定電壓。[〇〇45]高溫電容單元202采用脈沖電容器，能夠耐受80°C以上的井下高溫。在后一具體實(shí)施例中，采用金屬化膜電容器，最高工作溫度為120°C，對(duì)應(yīng)整個(gè)油井解堵增產(chǎn)裝置的最大作業(yè)深度為4000m。
[0046]脈沖壓縮單元203包括脈沖壓縮開(kāi)關(guān)及其控制回路。
[0047]作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，脈沖壓縮開(kāi)關(guān)可采用氣體開(kāi)關(guān)、真空觸發(fā)開(kāi)關(guān)或其它高電壓固體開(kāi)關(guān)。一旦高溫電容單元202充電至設(shè)定電壓，控制回路輸出觸發(fā)信號(hào)，使脈沖壓縮開(kāi)關(guān)迅速導(dǎo)通，將高溫電容單元202的能量瞬間施加到液電脈沖激波產(chǎn)生單元204。 [〇〇48]液電脈沖激波產(chǎn)生單元204基于液電間隙放電方式，外部采用膠膜護(hù)套，能夠避免井下作業(yè)時(shí)泥沙堵塞激波發(fā)生間隙。膠膜具有耐油腐蝕，工作溫度高于200°C，伸長(zhǎng)率大于 200% 〇
[0049]液電脈沖激波產(chǎn)生單元204放電電極可以采用棒-板電極形式，電極材料可采用不銹鋼、鎢銅電極或其它耐燒蝕電極材料。液電脈沖激波產(chǎn)生單元204的典型結(jié)構(gòu)組成包括金屬外筒301、棒電極302、板電極303、絕緣固定件304、膠膜護(hù)套305及放電液體306。高效液電脈沖激波產(chǎn)生單元204的各個(gè)單元為同軸結(jié)構(gòu)，便于與脈沖壓縮單元203實(shí)現(xiàn)無(wú)縫對(duì)接，減小脈沖傳輸損耗以及提高機(jī)械強(qiáng)度。
[0050]其中板電極303、絕緣固定件304設(shè)計(jì)成旋轉(zhuǎn)拋物面，且棒電極302與絕緣固定件 304通過(guò)螺紋緊密連接。絕緣固定件304底端的拋物面增加了沿面擊穿距離，提高電氣絕緣強(qiáng)度;放電間隙的水平中軸線恰好位于板電極303和絕緣固定件304組成的拋物面的焦點(diǎn)， 根據(jù)線性反射定律，液電脈沖電弧放電產(chǎn)生的直達(dá)激波與反射激波可沿徑向輻射，有效提高激波聚焦定向處的沖激波強(qiáng)度，同時(shí)棒電極302、板電極303和絕緣固定件304的同軸結(jié)果能提升激波發(fā)射器的整體機(jī)械強(qiáng)度，減少對(duì)絕緣結(jié)構(gòu)件的損壞。拋物面方程為y2 = a(x+ b)……(1);其中，a，b為常數(shù)，根據(jù)激波的作用范圍及作用距離優(yōu)化確定。[〇〇511其中膠膜護(hù)套305采用耐油腐蝕，工作溫度高于200°C，伸長(zhǎng)率大于200%的材料， 比如氟橡膠、聚乙烯膜等，膠膜護(hù)套305可將金屬外筒301、棒電極302、板電極303以及絕緣固定件304嚴(yán)格封閉，保證拋物面空腔內(nèi)的放電液體306不受油井復(fù)雜液體環(huán)境的影響，可減小預(yù)擊穿過(guò)程的能量泄露，提高液電脈沖電弧放電的穩(wěn)定性及其激波的強(qiáng)度。[〇〇52]液電脈沖激波產(chǎn)生單元204的工作過(guò)程為:
[0053]液電激波放電間隙在高電壓作用下?lián)舸?，通過(guò)脈沖大電流，在膠膜護(hù)套內(nèi)弱壓縮性的放電液體內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)力激波，并向外傳播；
[0054]膠膜護(hù)套在強(qiáng)力激波作用下膨脹，將激波傳遞到油井內(nèi)，作用于堵塞射孔和周邊巖層。
[0055]為了更進(jìn)一步的說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例提供的基于液電脈沖激波的油井解堵增產(chǎn)裝置，現(xiàn)結(jié)合附圖和具體實(shí)例詳述如下:
[0056]如圖1所示，本發(fā)明基于液電脈沖激波的油井解堵增產(chǎn)裝置包括地面供電控制裝置101、測(cè)井電纜102及井下液電脈沖激波發(fā)射器103。地面供電控制裝置101可采用220V/ 50Hz的交流發(fā)電機(jī)作為供電電源，發(fā)電機(jī)的功率不小于1 OkW，運(yùn)輸、操作方便。地面供電控制裝置101將220V/50HZ的工頻電壓轉(zhuǎn)變?yōu)?.8kV/lkHz的中頻電壓。測(cè)井電纜102采用FEP絕緣承荷探測(cè)電纜，型號(hào)為WFEP-16.5,額定電壓為6kV，電纜電阻為30 Q/km。測(cè)井電纜102另一端通過(guò)馬龍頭與井下液電脈沖激波發(fā)射器103相連。[〇〇57]井下液電脈沖激波發(fā)射器103的外徑為102mm，總長(zhǎng)度為5.7m。其中高電壓轉(zhuǎn)換單元201輸出直流電壓為30kV。高溫電容單元202的單級(jí)電容量為1.5yF，額定電壓為30kV。本實(shí)施例中采用2級(jí)級(jí)聯(lián)，高溫電容單元的電容量為3.0yF，額定儲(chǔ)能為1.35kJ，額定工作溫度為120°C，壽命大于10000次。脈沖壓縮單元203采用真空觸發(fā)開(kāi)關(guān)，額定電壓為30kV，最大電流峰值為50kA，電荷轉(zhuǎn)移量大于100kC。觸發(fā)控制單元的輸出控制信號(hào)幅值為15kV，上升沿小于0.5ns 〇[〇〇58]液電脈沖激波產(chǎn)生單元2 0 4采用不銹鋼放電電極。膠膜護(hù)套的材料伸長(zhǎng)率為 350%，穩(wěn)定工作溫度為300°C。如圖3所示，其放電電極周圍設(shè)計(jì)成旋轉(zhuǎn)拋物面，拋物面方程為:y2 = 20(x+5)……(2);井下液電脈沖激波發(fā)射器103的基本參數(shù)為:額定電壓為30kV、額定儲(chǔ)能為1.35kJ、外徑為102mm、長(zhǎng)度為5.7m、工作頻率為5-10次/分、最大作業(yè)深度為4km、 壽命大于10000次(更換部分器件可延長(zhǎng)壽命)。
[0059]圖4所示為本實(shí)施例的基于液電脈沖激波的油井解堵增產(chǎn)裝置的典型液電放電電壓、電流及激波波形。放電電流的最大峰值為14kA，振蕩周期為33yS。其中激波測(cè)量探頭距離激波發(fā)射器正中位置的水平距離為17cm，測(cè)量得到的激波強(qiáng)度為6MPa，脈寬約為40yS，激波在液體中的傳遞速率約為1500m/s。
[0060]圖5所示為本實(shí)施例的基于液電脈沖激波的油井解堵增產(chǎn)裝置在實(shí)驗(yàn)室模擬油井解堵增產(chǎn)效果圖。水泥筒模擬油井結(jié)構(gòu)，內(nèi)部為不銹鋼內(nèi)筒，表面開(kāi)有直徑為20mm的孔，模擬射孔。外面水泥層的厚度為12mm，經(jīng)過(guò)一次液電脈沖激波作用后，作用范圍內(nèi)的堵塞孔 100 %被疏通。[〇〇61]本實(shí)施例的基于液電脈沖激波的油井解堵增產(chǎn)裝置，其工作流程為:
[0062]根據(jù)油井狀況及現(xiàn)場(chǎng)需求制定解堵增產(chǎn)作業(yè)規(guī)范；
[0063]利用測(cè)井電纜102將井下液電脈沖激波發(fā)射器103輸送到油層射孔104處；
[0064]通過(guò)地面供電控制裝置101控制井下液電脈沖激波發(fā)射器至少輸出一次液電脈沖激波，轟擊射孔堵塞及周邊巖層；
[0065]利用測(cè)井電纜102將井下液電脈沖激波發(fā)射器103升出井口，完成該次解堵增產(chǎn)作業(yè)。[〇〇66]本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于液電脈沖激波的油井解堵增產(chǎn)裝置，其特征在于，包括:位于地面的供電控 制裝置(101)、設(shè)置于井下的液電脈沖激波發(fā)射器(103)、以及用于連接所述供電控制裝置 (101)和所述液電脈沖激波發(fā)射器(103)的測(cè)井電纜(102);所述液電脈沖激波發(fā)射器(103) 用于產(chǎn)生高強(qiáng)度激波并通過(guò)聚焦空腔向外輻射聚焦傳播，經(jīng)過(guò)膠膜后轟擊油井，實(shí)現(xiàn)油井增產(chǎn)。2.如權(quán)利要求1所述的油井解堵增產(chǎn)裝置，其特征在于，所述液電脈沖激波發(fā)射器 (103)包括:同軸依次設(shè)置的高電壓轉(zhuǎn)換單元(201)、高溫電容單元(202)、脈沖壓縮單元 (203)和液電脈沖激波產(chǎn)生單元(204);所述高電壓轉(zhuǎn)換單元(201)用于將低壓交流電通過(guò)全橋或半橋整流方式輸出直流高 壓；所述高溫電容單元(202)用于儲(chǔ)存液電脈沖放電的全部電能量；所述脈沖壓縮單元(203)用于將高溫電容單元(202)的能量瞬間施加到液電脈沖激波 產(chǎn)生單元(204);所述液電脈沖激波產(chǎn)生單元(204)用于產(chǎn)生高強(qiáng)度激波并向外輻射聚焦傳播，作用油 井周圍，實(shí)現(xiàn)油井增產(chǎn)。3.如權(quán)利要求2所述的油井解堵增產(chǎn)裝置，其特征在于，所述高溫電容單元(202)包括 多級(jí)級(jí)聯(lián)的脈沖電容器。4.如權(quán)利要求2所述的油井解堵增產(chǎn)裝置，其特征在于，所述脈沖壓縮單元(203)包括 脈沖壓縮開(kāi)關(guān)及其控制回路；所述控制回路用于當(dāng)高溫電容單元(202)充電至設(shè)定電壓時(shí)輸出使得所述脈沖壓縮開(kāi) 關(guān)迅速導(dǎo)通的觸發(fā)信號(hào)；所述脈沖壓縮開(kāi)關(guān)用于在其導(dǎo)通后將高溫電容單元(202)的能量瞬間施加到所述液電 脈沖激波產(chǎn)生單元(204)。5.如權(quán)利要求4所述的油井解堵增產(chǎn)裝置，其特征在于，所述脈沖壓縮開(kāi)關(guān)為氣體開(kāi) 關(guān)、真空觸發(fā)開(kāi)關(guān)或其它高電壓固體開(kāi)關(guān)。6.如權(quán)利要求2-5任一項(xiàng)所述的油井解堵增產(chǎn)裝置，其特征在于，所述液電脈沖激波產(chǎn) 生單元(204)包括同軸設(shè)置的金屬外筒(301)、棒電極(302)、板電極(303)、絕緣固定件 (304)、膠膜護(hù)套(305)和放電液體(306);所述金屬外筒(301)與所述板電極(303)的幾何中心以所述棒電極(302)的中軸線為軸 心同軸分布，且所述板電極(303)作為陰極恰好可置于所述金屬外筒(301)的底端內(nèi)部并通 過(guò)螺紋固定，所述金屬外筒(301)、所述板電極(303)、所述棒電極(302)均浸于所述放電液 體(306)，所述放電液體(306)通過(guò)膠膜護(hù)套(305)密封使其與外接環(huán)境可靠隔離；所述棒電極(302)與所述絕緣固定件(304)通過(guò)螺紋緊密連接；所述膠膜護(hù)套(305)用于將所述金屬外筒(301)、所述棒電極(302)、所述板電極(303) 和所述絕緣固定件(304)嚴(yán)格封閉以使得所述放電液體(306)不受油井復(fù)雜液體環(huán)境的影響。7.如權(quán)利要求6所述的油井解堵增產(chǎn)裝置，其特征在于，所述板電極(303)和所述絕緣 固定件(304)均為旋轉(zhuǎn)拋物面結(jié)構(gòu)，滿足拋物面方程y2 = a(x+b);其中，y為放電電極的中軸 線，x為拋物面的對(duì)稱水平軸線，a、b為常數(shù)，根據(jù)激波的作用范圍及作用距離優(yōu)化確定。8.如權(quán)利要求7所述的油井解堵增產(chǎn)裝置，其特征在于，在所述絕緣固定件(304)底端 的拋物面增加了沿面擊穿距離，用于提高電氣絕緣強(qiáng)度;且放電間隙的水平中軸線恰好位 于所述板電極(303)和所述絕緣固定件(304)組成的拋物面的焦點(diǎn)上。9.如權(quán)利要求6所述的油井解堵增產(chǎn)裝置，其特征在于，所述膠膜護(hù)套(305)采用耐油 腐蝕，工作溫度高于200°C，且伸長(zhǎng)率大于200 %的材料。10.如權(quán)利要求9所述的油井解堵增產(chǎn)裝置，其特征在于，所述膠膜護(hù)套(305)的材料為 氟橡膠或聚乙烯膜。
【文檔編號(hào)】E21B43/25GK105952426SQ201610471227
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年6月23日
【發(fā)明人】劉毅, 林福昌, 李化, 張欽, 戴玲, 潘垣
【申請(qǐng)人】華中科技大學(xué)