CN2551766Y - 定压触发电脉冲解堵装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于石油井下解堵增产的定压触发电脉冲解堵装置，包括电路筒1、电容筒2、定压开关管3、放电电极4、测井电缆5、频率变换器6，电路筒1、电容筒2、定压开关管3、放电电极4依次相接，电路筒1通过测井电缆5与频率变换器6上的充电电压输入口7、变频输出口8连接，与同类设备相比，该实用新型由于结构简单，元器件少，因而在井下解堵施工作业中故障率低，施工费用低，有利于该型设备的推广应用，简化系统结构，降低系统成本，降低设备故障率，进而降低生产应用成本。
Description
涉及领域：
本实用新型属于石油井下解堵增产工具，具体地说，是一种定压触发电脉冲解堵装置。
背景技术
电脉冲解堵设备由地面及井下两部分构成，由测井电缆相连。地面部分由电源及检测设备组成；井下部分由电路、储能电容、触发开关及放电电极组成。
油井解堵施工中，地面电源经由电缆向井下送电。井下设备对由电缆传送至的电源升压，整流后成为高压直流电源对储能电容充电。当储能电容充电至额定值时，由控制电路发出触发信号，使触发开关管导通。储能电容上所储电能经由触发开关管、处于水中的放电电极形成放电回路，强大的瞬间电流在电极间隙处产生液电效应，即爆炸，对井壁附近地层产生冲击力。地层在反复多次的爆炸冲击作用下，实现了油层和水层的解堵。系统每分钟放电次数一般在1～10次。现有的各类电脉冲解堵设备，电路复杂，设备成本高，故障率高，维修保养难度大，使用成本高。
技术内容
本实用新型的目的在于提供一种简化系统结构，降低系统成本，降低设备故障率，进而降低生产应用成本的定压触发电脉冲解堵装置。
本实用新型的内容是这样实现的：包括电路筒1、电容筒2、定压开关管3、放电电极4、测井电缆5、频率变换器6，电路筒1、电容筒2、定压开关管3、放电电极4依次相接，电路筒1通过测井电缆5与频率变换器6上的充电电压输入口7、变频输出口8连接。
本实用新型还采用如下技术方案：
井下电路由升压变压器T、整流硅堆D1-D4、限流电阻R1、储能电容器C、测量电阻R2、定压触发开关K和放电电极K构成，升压变压器T、整流硅堆D1-D4、限流电阻R1、储能电容器C、测量电阻R2、定压触发开关K均置于电路筒1内。
放电电极4的阳极通过绝缘层与电路筒1内放电回路相连，阴极与外壳相连构成一体，组成放电回路的地线。
变频电源经测井电缆5并联送电至井下部分，与电缆5外皮构成馈电回路，馈电至升压变压器T的初级。升压变压器T次级输出的高压电流经D1～D4硅堆组成的整流桥后成为直流，经限流电阻R1、向储能电容C充电。
储能电容C上的充电电压，跨接在定压触发开关K和放电电极P串接的回路中。
本实用新型的优点在于：与同类设备相比，该实用新型由于结构简单，元器件少，因而在井下解堵施工作业中故障率低，施工费用低，有利于该型设备的推广应用，简化系统结构，降低系统成本，降低设备故障率，进而降低生产应用成本。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的电路原理图。
具体实施
地面设备仅有频率变换器6和测量电流表M。频率变换器6将地面50Hz、220V的工频电源变频为400Hz、输出电压为0～220V可调式电源。该电源可通过任何类型的测井电缆送往井下。井下电路由升压变压器T、整流硅堆D1-D4、限流电阻R1、储能电容器C、测量电阻R2、定压触发开关K和放电电极K构成。除放电电极外，所有器件均置于电路筒内，电路筒密封耐高压。放电电极4的阳极通过耐高压、防漏的绝缘层与电路筒1内放电回路相连。阴极与外壳相连构成一体，组成放电回路的地线。地面电源采用变频电源的目的在于变压器铁芯材料与频率有关。400Hz所用变压器铁芯材料体积小于50Hz变压器铁芯材料，因而采用400Hz频率变压器，在功率不变的条件下体积较小，可以装在内径仅为69mm的电路筒内。井下变压器将电源升压至20KV，经整流硅堆D1-D4整流后经限流电阻R1向储能电容C充电。定压触发开关管K系由陶瓷材料和钢钨合金制成。其定压触发导通值由定压触发开关的两极间隙决定，间隙越大，触发导通电压越高。该同隙一般调节至25KV触发导通。当储能电容C充电电压达到定压触发开关管K触发间隙确定的触发电压值时，由储能电容C、定压触发开关管K和放电间隙处于水中的放电电极P共同构成的放电回路由于定压触发开关管K导通而放电，在放电电极P的放电间隙处产生液电效应即爆炸。电容C瞬间放电完成后，定压触发开关管K由于两极所加电压低于其触发电压而断开，地面电源再次经升压变压器、整流桥为储能电容器充电，开始下一次触发放电过程。该过程的反复进行，实现油层或水层的解堵。解堵施工过程中，储能电容C上的充电电压为由测量电阻R2、电缆芯线和外皮、测量电流表M构成的测量回路提供测量电流，由测量电流表M读取的电流值可监测储能电容器C的充电电压值、放电电压值并进而计算出放电能量。本实用新型放电能量为1000J。
如附图2所示。本实用新型由变频电源和测量表头M组成地面部分；井下部分由升压变压器T、整流硅堆D1～D4、限流电阻R1、测量电阻R2、储能电容C、定压触发开关管K和放电电极P组成。井下部分均置于管壳内。使用中，由测井电缆将系统井下部分下放至预定井深，由系统地面部分向井下部分供电，井下部分开始周期性地充放电作业，并将井下储能电容C上的充电电压值，经由测量电阻R2反馈至地面，以监视系统工作。系统工作完毕后，储能电容C上的残余电压经测量电阻R2、电缆、测量电流表M放电，以保证工作人员拆卸设备时的人身安全。
Claims (5)
1.定压触发电脉冲解堵装置，包括电路筒(1)、电容筒(2)、定压开关管(3)、放电电极(4)、测井电缆(5)、频率变换器(6)，其特征在于：电路筒(1)、电容筒(2)、定压开关管(3)、放电电极(4)依次相接，电路筒(1)通过测井电缆(5)与频率变换器(6)上的充电电压输入口(7)、变频输出口(8)连接。
2.根据权利要求1所述的定压触发电脉冲解堵装置，其特征在于：井下电路由升压变压器T、整流硅堆D1-D4、限流电阻R1、储能电容器C、测量电阻R2、定压触发开关K和放电电极K构成，升压变压器T、整流硅堆D1-D4、限流电阻R1、储能电容器C、测量电阻R2、定压触发开关K均置于电路筒(1)内。
3.根据权利要求1所述的定压触发电脉冲解堵装置，其特征在于：放电电极(4)的阳极通过绝缘层与电路筒(1)内放电回路相连，阴极与外壳相连构成一体，组成放电回路的地线。
4.根据权利要求1所述的定压触发电脉冲解堵装置，其特征在于：变频电源经测井电缆(5)并联送电至井下部分，与电缆(5)外皮构成馈电回路，馈电至升压变压器T的初级，升压变压器T次级输出的高压电流经D1～D4硅堆组成的整流桥后成为直流，经限流电阻R1、向储能电容C充电。
5.根据权利要求1所述的定压触发电脉冲解堵装置，其特征在于：储能电容C上的充电电压，跨接在定压触发开关K和放电电极P串接的回路中。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN104832149A (zh) * | 2015-05-16 | 2015-08-12 | 太原理工大学 | 一种电脉冲辅助水力压裂的非常规天然气储层增透方法 |
| CN105275443A (zh) * | 2015-11-06 | 2016-01-27 | 中国矿业大学 | 一种煤矿井下高功率电爆震辅助水力压裂增透方法 |
| CN109339727A (zh) * | 2018-12-13 | 2019-02-15 | 苏州峰极电磁科技有限公司 | 一种用于油气井下疏堵增产的同轴脉冲发生器 |
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2002
- 2002-05-31 CN CN 02235339 patent/CN2551766Y/zh not_active Expired - Lifetime
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| CN105275443B (zh) * | 2015-11-06 | 2018-10-19 | 中国矿业大学 | 一种煤矿井下高功率电爆震辅助水力压裂增透方法 |
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