RU179024U1

RU179024U1 - Electrode system of a borehole electro-hydraulic device

Info

Publication number: RU179024U1
Application number: RU2017141385U
Authority: RU
Inventors: Анна Владимировна Камлер; Кирилл Андреевич Колганов; Эльбрус Рустэмович Магдеев
Original assignee: Акционерное общество "Научно-исследовательский институт по нефтепромысловой химии" (АО "НИИнефтепромхим")
Priority date: 2017-11-28
Filing date: 2017-11-28
Publication date: 2018-04-25

Abstract

Полезная модель относится к горной и нефтедобывающей промышленности и может быть использована в скважинных электрогидравлических аппаратах, предназначенных для повышения дебита нефтяных и газовых скважин и ведения сейсморазведки.Предложена электродная система скважинного электрогидравлического устройства, содержащая положительный и отрицательный электроды, размещенные соосно друг против друга в металлическом корпусе с окнами, расположенными напротив межэлектродного промежутка, изолятор положительного электрода, причем отрицательный электрод электрически соединен с крышкой корпуса, а положительный электрод снабжен коническим наконечником, вершина которого направлена к отрицательному электроду, в которой верхний торец отрицательного электрода имеет увеличенный диаметр и плоскую или вогнутую поверхность, конический наконечник имеет резьбовое соединение с положительным электродом, в корпус установлена пластина, в которой отрицательный электрод может перемещаться в осевом направлении, на нижнем торце отрицательного электрода выполнен упор, а между упором и крышкой помещена пружина.The utility model relates to the mining and oil industries and can be used in borehole electro-hydraulic devices designed to increase the production rate of oil and gas wells and conduct seismic exploration. An electrode system of a borehole electro-hydraulic device is proposed that contains positive and negative electrodes placed coaxially opposite each other in a metal case with windows located opposite the interelectrode gap, the positive electrode insulator, and negative the whole electrode is electrically connected to the housing cover, and the positive electrode is equipped with a conical tip, the tip of which is directed to the negative electrode, in which the upper end of the negative electrode has an increased diameter and a flat or concave surface, the conical tip has a threaded connection with the positive electrode, a plate is installed in the housing in which the negative electrode can move in the axial direction, an emphasis is made on the lower end of the negative electrode, and between the emphasis and a spring is placed on the lid.

Description

Полезная модель относится к горной и нефтедобывающей промышленности и может быть использована в скважинных электрогидравлических аппаратах, предназначенных для повышения дебита нефтяных и газовых скважин и ведения сейсморазведки.The utility model relates to the mining and oil industries and can be used in borehole electro-hydraulic devices designed to increase the flow rate of oil and gas wells and conduct seismic surveys.

Известна электродная система электрогидроимпульсного скважинного устройства (см. а.с. СССР №1457489, МПК5 Е21В 43/24, заявл. 27.02.87, опубл. 07.10.91 в БИ №37), содержащая положительный и отрицательный электроды, установленные соосно друг против друга в металлическом корпусе с окнами. Положительный электрод вместе с токоподводом изолирован от корпуса. Окна расположены по всему периметру корпуса напротив межэлектродного промежутка. Внутренняя полость корпуса заполнена диэлектрической жидкостью.Known electrode system of an electrohydropulse downhole device (see AS USSR No. 1457489, MPK5 ЕВВ 43/24, decl. 02.27.87, publ. 07.10.91 in BI No. 37), containing positive and negative electrodes mounted coaxially against each other friend in a metal case with windows. The positive electrode along with the current lead is isolated from the housing. Windows are located around the perimeter of the housing opposite the interelectrode gap. The internal cavity of the housing is filled with dielectric fluid.

Недостатками известной электродной системы является низкая стойкость электродной системы к воздействию статических и импульсных гидродинамических давлений и относительно небольшой ресурс работы.The disadvantages of the known electrode system is the low resistance of the electrode system to the effects of static and pulsed hydrodynamic pressures and a relatively small service life.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому устройству является электродная система скважинного электрогидравлического устройства (см. патент РФ №2317413, МПК Е21В 43/24, опубл. 20.02.2008, бюл. №5, авторы Картелев А.Я., Сидоров А.А.), содержащая положительный и отрицательный электроды, размещенные соосно друг против друга в металлическом корпусе с окнами, расположенными напротив межэлектродного промежутка, центральный токоподвод к положительному электроду, при этом отрицательный электрод соединен с корпусом, положительный электрод выполнен в форме конуса, направленного вершиной к отрицательному электроду, положительный электрод и центральный токоподвод изолированы от корпуса.Closest to the technical nature of the claimed device is the electrode system of a borehole electro-hydraulic device (see RF patent No. 2317413, IPC EV 43/24, publ. 02.20.2008, bull. No. 5, authors Kartelev A.Ya., Sidorov A.A. .) containing positive and negative electrodes placed coaxially opposite each other in a metal casing with windows opposite the interelectrode gap, a central current supply to the positive electrode, while the negative electrode is connected to the casing, the positive electrode is flax in the shape of a cone directed by the apex towards the negative electrode, the positive electrode and the central current lead are isolated from the housing.

Недостатком прототипа является невысокая эффективность системы. Для надежного развития искрового электрического разряда требуется достаточно большая напряженность электрического поля в межэлектродном пространстве. В условиях нефтедобывающей скважины необходимую напряженность можно достичь при расстоянии между электродами около 15-20 мм. А для повышения эффективности требуется увеличить расстояния между электродами, так как передача энергии от искрового канала в окружающую его среду осуществляется через поверхность этого канала.The disadvantage of the prototype is the low efficiency of the system. For reliable development of a spark electric discharge, a sufficiently large electric field strength in the interelectrode space is required. In the conditions of an oil well, the necessary tension can be achieved with a distance between the electrodes of about 15-20 mm. And to increase the efficiency, it is necessary to increase the distance between the electrodes, since the transfer of energy from the spark channel to its environment is carried out through the surface of this channel.

При создании данной полезной модели решалась задача повышения эффективности работы электродной системы в скважине путем установки небольшого исходного межэлектродного расстояния и перемещения одного из электродов в процессе развития искрового электрического разряда.When creating this utility model, the problem was solved of increasing the efficiency of the electrode system in the well by setting a small initial interelectrode distance and moving one of the electrodes during the development of a spark electric discharge.

Поставленная задача решалась заявляемой электродной системой скважинного электрогидравлического устройства, содержащей положительный и отрицательный электроды, размещенные соосно друг против друга в металлическом корпусе с окнами, расположенными напротив межэлектродного промежутка, изолятор положительного электрода, причем отрицательный электрод электрически соединен с крышкой корпуса, а положительный электрод снабжен коническим наконечником, вершина которого направлена к отрицательному электроду, в которой верхний торец отрицательного электрода имеет увеличенный диаметр и плоскую или вогнутую поверхность, конический наконечник имеет резьбовое соединение с положительным электродом, в корпус установлена пластина, в которой отрицательный электрод может перемещаться в осевом направлении, на нижнем торце отрицательного электрода выполнен упор, а между упором и крышкой помещена пружинаThe problem was solved by the claimed electrode system of a borehole electro-hydraulic device containing positive and negative electrodes placed coaxially opposite each other in a metal case with windows located opposite the electrode gap, a positive electrode insulator, the negative electrode being electrically connected to the housing cover and the positive electrode provided with a conical tip, the tip of which is directed to the negative electrode, in which the upper end face is negative atelnogo electrode has an enlarged diameter and a flat or concave conical tip has a threaded connection with the positive electrode, the housing is a plate in which a negative electrode can be moved in the axial direction at the lower end of the negative electrode is made blank, and between the stop and the cover placed spring

Заявляемая электродная система скважинного электрогидравлического устройства представлена на фиг. 1.The inventive electrode system of a borehole electro-hydraulic device is shown in FIG. one.

Устройство содержит положительный электрод 1 и отрицательный электрод 2, установленные соосно друг против друга в металлическом корпусе 3 с окнами 4. Верхний торец отрицательного электрода 2 имеет увеличенный диаметр и плоскую или вогнутую поверхность. В положительный электрод 1 ввинчен резьбовой конический наконечник 5, направленный вершиной к отрицательному электроду 2. Положительный электрод 1 изолирован от металлического корпуса 3 с помощью изолятора 12 и соединен с токоподводом 6, который соединяется с одним из электродов разрядника 14, через который высокое электрическое напряжение от накопительного конденсатора 11 поступает на положительный электрод 1. Корпус 3 закрыт крышкой 8. В корпус 3 ввинчена пластина 9, в которой может перемещаться отрицательный электрод 2 в осевом направлении. Отрицательный электрод 2 через пластину 9, корпус 3 и второй токоподвод 13 электрически соединяется с вторым выводом накопительного конденсатора 11. На нижний торец отрицательного электрода 2 навинчен упор 10. Между упором 10 и крышкой 8 помещена пружина 7.The device contains a positive electrode 1 and a negative electrode 2, mounted coaxially against each other in a metal case 3 with windows 4. The upper end of the negative electrode 2 has an increased diameter and a flat or concave surface. A threaded conical tip 5 is screwed into the positive electrode 1, directed at the apex to the negative electrode 2. The positive electrode 1 is isolated from the metal housing 3 by means of an insulator 12 and connected to a current lead 6, which is connected to one of the electrodes of the spark gap 14, through which a high electrical voltage the storage capacitor 11 is supplied to the positive electrode 1. The housing 3 is closed by a cover 8. A plate 9 is screwed into the housing 3, in which the negative electrode 2 can move in the axial direction. The negative electrode 2 through the plate 9, the housing 3 and the second current lead 13 is electrically connected to the second output of the storage capacitor 11. A stop 10 is screwed to the lower end of the negative electrode 2. A spring 7 is placed between the stop 10 and the cover 8.

При работе заявляемой электродной системы в составе скважинного электрогидравлического устройства электрический разряд развивается с вершины конуса - наконечника 5 положительного электрода 1 на противолежащий отрицательный электрод 2. В исходном состоянии отрицательный электрод 2 поджат пружиной 7 до соприкосновения упора 10 с пластиной 9. Начальное расстояние между положительным и отрицательным электродами устанавливается с помощью конического наконечник 5 таким, чтобы обеспечить напряженность электрического поля, необходимую для формирования искрового разряда. При зажигании искрового электрического разряда образуется ударная волна, которая сместит отрицательный электрод 2 и тем самым увеличит поверхность искрового канала и улучшит условия передачи энергии электрического разряда в окружающую среду.When the inventive electrode system is used as part of a borehole electro-hydraulic device, an electric discharge develops from the top of the cone — tip 5 of the positive electrode 1 to the opposite negative electrode 2. In the initial state, the negative electrode 2 is pressed by the spring 7 until the stop 10 contacts the plate 9. The initial distance between the positive and negative electrodes are installed using a conical tip 5 so as to provide the electric field strength necessary for spark discharge generation. When a spark electric discharge is ignited, a shock wave is formed, which will displace the negative electrode 2 and thereby increase the surface of the spark channel and improve the conditions for the transfer of electric discharge energy to the environment.

Таким образом, заявляемое техническое решение позволяет повысить эффективность работы в скважине, в том числе и за счет увеличения ресурса электродной системы.Thus, the claimed technical solution allows to increase the efficiency in the well, including by increasing the resource of the electrode system.

Claims

An electrode system of a borehole electro-hydraulic device comprising positive and negative electrodes placed coaxially opposite each other in a metal case with windows opposite the gap, a positive electrode insulator, the negative electrode being electrically connected to the housing cover and the positive electrode provided with a conical tip, the apex of which directed towards the negative electrode,

characterized in that the upper end of the negative electrode has an increased diameter and a flat or concave surface, the conical tip has a threaded connection with the positive electrode, a plate is installed in the housing in which the negative electrode can move axially, the stop is made on the lower end of the negative electrode, and a spring is placed between the stop and the cover.