RU2248591C2 - Borehole source of elastic vibrations - Google Patents

Borehole source of elastic vibrations Download PDF

Info

Publication number
RU2248591C2
RU2248591C2 RU2003100022/28A RU2003100022A RU2248591C2 RU 2248591 C2 RU2248591 C2 RU 2248591C2 RU 2003100022/28 A RU2003100022/28 A RU 2003100022/28A RU 2003100022 A RU2003100022 A RU 2003100022A RU 2248591 C2 RU2248591 C2 RU 2248591C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wire
rod
solenoid
borehole
dielectric plate
Prior art date
Application number
RU2003100022/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003100022A (en
Inventor
Е.П. Большаков (RU)
Е.П. Большаков
Д.Н. Дмитриев (RU)
Д.Н. Дмитриев
Б.А. Иванов (RU)
Б.А. Иванов
А.А. Молчанов (RU)
А.А. Молчанов
О.П. Печерский (RU)
О.П. Печерский
В.В. Сидора (RU)
В.В. Сидора
Б.П. Яценко (RU)
Б.П. Яценко
Original Assignee
ООО " Импортно-экспортная торгово-промышленная фирма "Рост"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ООО " Импортно-экспортная торгово-промышленная фирма "Рост" filed Critical ООО " Импортно-экспортная торгово-промышленная фирма "Рост"
Priority to RU2003100022/28A priority Critical patent/RU2248591C2/en
Priority to PCT/RU2004/000011 priority patent/WO2004061257A2/en
Publication of RU2003100022A publication Critical patent/RU2003100022A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2248591C2 publication Critical patent/RU2248591C2/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/02Generating seismic energy
    • G01V1/157Generating seismic energy using spark discharges; using exploding wires
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/40Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for well-logging
    • G01V1/52Structural details

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

FIELD: petroleum extractive industry, methods for prospecting geophysics.
SUBSTANCE: the borehole source of elastic vibrations has a borehole tool with an ignition circuit, electrohydropulse discharger with two electrodes, device for feeding of metal wire to the operating interelectrode space. The feeding device has a drum for keeping of a stock of wire, wire pulling-through mechanism. The wire pulling-through mechanism is made in the form of two metal plates fastened with one ends on diametrically opposite sides of a rod. The plates are pressed by springs by opposite sharpened ends to the wire located on the guide platform and oriented at an angle to it providing for alternative engagement and motion in the direction of the interelectrode space at a reciprocating motion of the rod connected with the aid of an axle and linkage to the movable armature of the solenoid. The solenoid and the linkage connected to the solenoid armature are located on one side of the dielectric plate, and the drum for keeping of wire, two spring-loaded metal plates, guide platform for the wire and the rod are positioned on the other side of the dielectric plate. The rod and the linkage connected to the solenoid armature are connected by an axle passing through an opening in the dielectric plate. A relay is installed in the borehole tool. A Rogovsky belt is installed in the discharging circuit of the reservoir capacitors of the borehole tool.
EFFECT: enhanced service life, reliability, reduced specific consumption of power per cycle of investigations and per unity of growth of yield of the borehole.
4 dwg, 4 tbl

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, методам разведочной геофизики и может найти применение для очистки зон перфорации скважин, возбуждения прилегающих к скважинам продуктивных пластов за счет упругого резонансного воздействия с целью увеличения извлекаемости углеводородов.The invention relates to the oil and gas industry, methods of exploration geophysics and may find application for cleaning zones of perforation of wells, excitation of productive formations adjacent to wells due to elastic resonant exposure in order to increase the recoverability of hydrocarbons.

В процессе эксплуатации нефтяных месторождений происходит выработка запасов из пластов, снижается проницаемость прилегающих к скважинам пространств и повышается обводненность продукции. При длительной эксплуатации скважин их дебит уменьшается из-за асфальтно-смолистых отложений в зонах продуктивных пластов и в коллекторах скважин. При этом не исключается возможность невыработанности значительных по запасам целиков нефти в межскважинных пространствах. Для интенсификации добычи и повышения извлекаемости нефти и газа в настоящее время разработано большое количество технологий [1, 2]. Например, нефть (газ) вытесняется закачиваемой в продуктивные пласты водой, скважины обрабатываются химическими реактивами, применяется термообработка, для создания ударных волн в скважинах взрываются пороховые заряды. Однако, применение подобных технологий, как правило, связано с большими затратами, необходимостью соблюдения высокого уровня техники безопасности, с отрицательными экологическими последствиями.In the process of exploitation of oil fields, the development of reserves from the reservoirs occurs, the permeability of the spaces adjacent to the wells decreases, and the water content of the products increases. With long-term operation of wells, their production rate decreases due to asphalt-resinous deposits in zones of productive formations and in reservoirs of wells. At the same time, the possibility of the underdevelopment of significant oil reserves in the interwell spaces is not ruled out. A large number of technologies have been developed to intensify production and increase the recoverability of oil and gas [1, 2]. For example, oil (gas) is displaced by water injected into productive formations, wells are treated with chemical reagents, heat treatment is used, and powder charges explode to create shock waves in the wells. However, the use of such technologies, as a rule, is associated with high costs, the need to maintain a high level of safety, and negative environmental consequences.

Перспективной технологией увеличения дебита и извлекаемости нефти и газа является способ создания ударных волн в скважинах и прискважинных зонах с помощью электрогидроимпульсного разряда. При воздействии ударных волн происходят увеличение проницаемости прискважинной зоны продуктивного пласта, очистка перфорационных отверстий коллектора от механических примесей, газогидратных и асфальтно-смолистых отложений, развитие дополнительных систем трещин в пласте.A promising technology for increasing the flow rate and extractability of oil and gas is a method of creating shock waves in wells and near-wellbore zones using an electrohydroimpulse discharge. Under the influence of shock waves, there is an increase in the permeability of the near-wellbore zone of the reservoir, cleaning of the perforation holes of the reservoir from mechanical impurities, gas hydrate and asphalt-resinous deposits, the development of additional fracture systems in the reservoir.

Известен генератор импульсных токов для установки электрогидравлического воздействия на пласт [3]. Генератор состоит из наземного источника питания и погружного генератора, которые соединены между собой с помощью каротажного кабеля. Параметры генератора: рабочее напряжение электрогидроимпульсного разрядника -30 кВ, энергия в импульсе - 0,5-1 кДж, длина погружного устройства - 7320 мм. Ударная волна возникает в результате электрического разряда в жидкой среде скважины между двумя электродами электрогидроимпульсного разрядника. Формирование импульса напряжения с амплитудой 30 кВ в погружном генераторе является сложной задачей, поскольку требуется обеспечить необходимую электрическую изоляцию устройства. В результате возрастают габариты погружного устройства, в частности его длина, поскольку диаметр ограничен диаметром скважины. Кроме того, эффективность преобразования электрогидроимпульсного разряда при использовании разрядника вышеуказанного типа в энергию ударной волны существенно зависит от физико-химических свойств жидкости и ухудшается при увеличении гидростатического давления и температуры. Например, если электропроводность жидкости велика, то при подаче импульса напряжения на электроды разрядника происходит не пробой промежутка, а так называемое “отекание” заряда без возникновения ударной волны.Known generator of pulsed currents for installing electro-hydraulic effects on the reservoir [3]. The generator consists of a ground power source and a submersible generator, which are interconnected using a wireline cable. Generator parameters: operating voltage of an electrohydropulse arrestor -30 kV, pulse energy - 0.5-1 kJ, immersion device length - 7320 mm. A shock wave arises as a result of an electric discharge in the liquid medium of a well between two electrodes of an electrohydropulse spark gap. The formation of a voltage pulse with an amplitude of 30 kV in an immersion generator is a difficult task, since it is necessary to provide the necessary electrical isolation of the device. As a result, the dimensions of the submersible device increase, in particular its length, since the diameter is limited by the diameter of the well. In addition, the conversion efficiency of an electrohydroimpulse discharge when using a spark gap of the above type into shock wave energy substantially depends on the physicochemical properties of the liquid and worsens with increasing hydrostatic pressure and temperature. For example, if the electrical conductivity of the liquid is large, then when a voltage pulse is applied to the electrodes of the arrester, it is not the breakdown of the gap, but the so-called “swelling” of the charge without the appearance of a shock wave.

Из существующих методов инициирования стабильного разряда в жидкостях с различными физико-химическими свойствами оптимальным является метод, при котором перед подачей импульса напряжения электроды разрядника замыкаются тонкой металлической проволокой. В первой фазе протекания тока проволока взрывается, образуя плазменный канал, что обеспечивает стабильное инициирование разряда [4]. Существенным преимуществом подобных типов разрядников является возможность использования генераторов питания на сравнительно низкие напряжения порядка 2-5 кВ.Of the existing methods for initiating a stable discharge in liquids with various physicochemical properties, the optimal method is that in which, before applying a voltage pulse, the spark gap electrodes are closed with a thin metal wire. In the first phase of the current flow, the wire explodes, forming a plasma channel, which ensures stable initiation of the discharge [4]. A significant advantage of these types of arresters is the ability to use power generators for relatively low voltages of the order of 2-5 kV.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому изобретению является скважинный источник упругих колебаний [5], содержащий соединенный каротажным кабелем с наземным блоком управления скважинный снаряд, в котором расположены накопитель энергии, зарядное устройство, разрядник со схемой поджига, электрогидроимпульсный разрядник с двумя электродами, устройство подачи в рабочее межэлектродное пространство металлической проволоки, включающее в себя барабан для хранения проволоки, механизм протягивания проволоки с приводом от якоря соленоида, толкателем с собачками, связанный с якорем соленоида, храповые колеса, контактирующие с собачками, подпружиненные протяжные ролики, посаженные на одни оси с храповыми колесами и возвратную пружину, связанную с якорем соленоида. Для обеспечения стабильной генерации электрогидроимпульсных разрядов в этом источнике используется взрывающаяся проволока, которая предварительно замыкает зазор между электродами. При подаче импульса напряжения на разрядный промежуток, замкнутый проволокой, проволока взрывается, образуя плазменный канал, который инициирует разряд. Основным недостатком указанного скважинного источника упругих колебаний является сложность конструктивного исполнения механизма протягивания проволоки и его низкая надежность. Кроме этого, в указанном источнике не контролируется ток в разрядном контуре накопительных конденсаторов. Процесс зарядки накопительных конденсаторов осуществляется через проводящую жидкость скважины, находящуюся между электродами электрогидроимпульсного разрядника, и практически не зависит от замыкания электродного промежутка проволокой. В случае, если промежуток не замкнут проволокой, то при срабатывании схемы поджига и разрядника накопительные конденсаторы разряжаются через проводящую жидкость в зазоре между электродами электрогидроимпульсного разрядника. При этом запасенная в конденсаторах энергия затрачивается на разогрев проводящей жидкости и рассеивается в окружающем пространстве. В данном случае упругих колебаний не возникает и отсутствует воздействие на призабойную зону скважин. Для того чтобы достичь необходимой эффективности применения скважинного источника упругих колебаний, требуется увеличить количество рабочих импульсов, что потребует дополнительных затрат энергии.Closest to the technical solution to the present invention is a borehole source of elastic vibrations [5], comprising a downhole projectile connected to the ground cable control unit with an energy storage device, a charger, an arrester with an ignition circuit, an electrohydropulse arrester with two electrodes, a feed device into the working interelectrode space of a metal wire, including a drum for storing wire, a mechanism for pulling wire driven by yak A solenoid, a pusher with dogs, connected to the solenoid armature, ratchet wheels in contact with the dogs, spring-loaded pull rollers mounted on the same axles as ratchet wheels and a return spring connected to the solenoid armature. To ensure stable generation of electrohydropulse discharges, an exploding wire is used in this source, which previously closes the gap between the electrodes. When a voltage pulse is applied to the discharge gap closed by a wire, the wire explodes, forming a plasma channel that initiates the discharge. The main disadvantage of this borehole source of elastic vibrations is the complexity of the design of the wire drawing mechanism and its low reliability. In addition, the current in the discharge circuit of the storage capacitors is not controlled in the indicated source. The process of charging the storage capacitors is carried out through the conductive fluid of the well, located between the electrodes of the electrohydropulse spark gap, and practically does not depend on the closure of the electrode gap by a wire. If the gap is not closed by a wire, then when the ignition circuit and the spark gap are triggered, the storage capacitors are discharged through a conductive liquid in the gap between the electrohydro-pulse gap electrodes. In this case, the energy stored in the capacitors is spent on heating the conductive liquid and dissipated in the surrounding space. In this case, elastic vibrations do not occur and there is no effect on the bottomhole zone of the wells. In order to achieve the necessary efficiency of using a downhole source of elastic vibrations, it is necessary to increase the number of working pulses, which will require additional energy costs.

В предлагаемом изобретении решается задача интенсификации добычи и повышения извлекаемости нефти и газа из пластов со сниженной проницаемостью, очистки фильтров артезианских скважин за счет электрогидроимпульсного воздействия на призабойную зону скважин устройством с повышенным ресурсом, надежностью и простотой конструктивного решения.The present invention solves the problem of intensifying production and increasing the recoverability of oil and gas from reservoirs with reduced permeability, cleaning filters of artesian wells due to the electrohydropulse effect on the bottom-hole zone of wells with a device with increased resource, reliability and simplicity of the design solution.

В предлагаемом скважинном источнике упругих колебаний используется устройство подачи в рабочее межэлектродное пространство металлической проволоки с повышенным ресурсом и надежностью. Для регистрации тока в разрядном контуре накопительных конденсаторов установлен пояс Роговского, который одновременно используется в качестве формирователя электрического сигнала для счетчика рабочих импульсов. Применение пояса Роговского позволяет контролировать амплитуду тока разрядного контура и соответственно эффективность работы устройства подачи в рабочее межэлектродное пространство металлической проволоки. Использование в скважинном снаряде устройства подачи в рабочее межэлектродное пространство металлической проволоки с повышенным ресурсом и надежностью работы в сочетании с контролем разрядного тока позволяет уменьшить количество неэффективных разрядов, при которых ударная волна не возникает, и соответственно снизить удельные затраты энергии на каждый цикл геофизических исследований и на единицу прироста дебита нефтегазовых скважин.In the proposed borehole source of elastic vibrations, a device for supplying a metal wire with an increased resource and reliability to the interelectrode space is used. To register the current in the discharge circuit of the storage capacitors, a Rogowski belt is installed, which is simultaneously used as a shaper of an electric signal for a counter of working pulses. The use of the Rogowski belt allows you to control the amplitude of the current of the discharge circuit and, accordingly, the efficiency of the device feeding into the working interelectrode space of a metal wire. The use of a device for feeding a metal wire into the working interelectrode space with an increased service life and reliability in combination with a discharge current control reduces the number of inefficient discharges in which a shock wave does not occur and, accordingly, reduce the specific energy consumption for each geophysical research cycle and unit growth rate of oil and gas wells.

Это достигается тем, что источник упругих колебаний выполнен в виде скважинного снаряда, в котором расположены накопитель энергий, зарядное устройство, разрядник со схемой поджига, электрогидроимпульсный разрядник с двумя электродами, устройство подачи в рабочее межэлектродное пространство металлической проволоки, включающее в себя барабан для хранения запаса проволоки, механизм протягивания проволоки, выполненный в виде двух металлических пластин, закрепленных одними концами на диаметрально противоположных сторонах стержня, прижатых пружинами противоположными заостренными концами к расположенной на направляющей площадке проволоке, ориентированных под углом к проволоке, обеспечивающим ее попеременное зацепление и движение в сторону межэлектродного пространства за счет возвратно-поступательного противофазного движения заостренных концов пластин при возвратно-вращательном движении стержня, соединенного с помощью оси и тяги с подвижным якорем соленоида.This is achieved by the fact that the source of elastic vibrations is made in the form of a borehole projectile, in which there is an energy storage device, a charger, an arrester with an ignition circuit, an electrohydropulse arrester with two electrodes, a device for supplying a metal wire into the working interelectrode space, which includes a drum for storing stock wire, wire pulling mechanism, made in the form of two metal plates, fixed at one end on diametrically opposite sides of the rod, springs with opposite pointed ends to the wire located on the guide platform, oriented at an angle to the wire, providing its alternate engagement and movement towards the interelectrode space due to the reciprocating antiphase movement of the pointed ends of the plates during the reciprocating movement of the rod connected by the axis and traction with a movable anchor of the solenoid.

Для регистрации тока в разрядном контуре скважинного снаряда установлен пояс Роговского, который одновременно используется для формирования электрического сигнала для счетчика рабочих импульсов. С целью сокращения размеров скважинного снаряда соленоид и соединенная с якорем соленоида тяга расположены с одной стороны диэлектрической пластины, а барабан для хранения проволоки, две металлические пластины с пружинами, направляющая площадка для проволоки и стержень расположены с другой стороны диэлектрической пластины, при этом стержень и соединенная с якорем соленоида тяга соединены осью, проходящей через отверстие в диэлектрической пластине.To register the current in the discharge circuit of the downhole tool, a Rogowski belt is installed, which is simultaneously used to form an electrical signal for the counter of working pulses. In order to reduce the size of the borehole projectile, the solenoid and the rod connected to the armature of the solenoid are located on one side of the dielectric plate, and the wire storage drum, two metal plates with springs, the wire guide platform and the rod are located on the other side of the dielectric plate, while the rod and the connected with an anchor of the solenoid, the rod is connected by an axis passing through the hole in the dielectric plate.

С целью увеличения функциональных возможностей связи между наземным блоком питания, управления и контроля разряда и скважинным снарядом при ограниченном количестве проводящих жил каротажного кабеля используются установленные в скважинном снаряде реле, обеспечивающие соответствующие переключения электрической схемы в заданной временной последовательности.In order to increase the functionality of communication between the ground power supply unit, discharge control and monitoring and the downhole tool with a limited number of conductive wireline wires, the relays installed in the downhole tool are used, which ensure the corresponding switching of the electrical circuit in a given time sequence.

Устройство поясняется чертежами, где на фиг. 1 схематично представлен скважинный источник упругих колебаний, на фиг. 2 - электрическая схема скважинного снаряда, на фиг. 3 и 4 - механизм протягивания проволоки устройства подачи в двух проекциях.The device is illustrated by drawings, where in FIG. 1 schematically shows a borehole source of elastic vibrations; FIG. 2 is an electrical diagram of a downhole projectile; FIG. 3 and 4 - the mechanism of pulling the wire feeder in two projections.

Источник упругих колебаний состоит из скважинного снаряда 1, опускаемого в скважину на каротажном кабеле 2. В скважинном снаряде расположены электрогидроимпульсный разрядник 3 с двумя электродами 4, 5, зарядное устройство 6, накопитель энергии 7, разрядное устройства 8, смонтированные в корпусе 9 в виде трубы с внешним диаметром, меньшим внутреннего диаметра скважины, и устройство подачи в рабочее межэлектродное пространство металлической проволоки 10, смонтированное в отдельном замкнутом корпусе 11 такого же диаметра, заполняемом диэлектрической жидкостью для исключения отрицательного воздействия на работу механизма протягивания проволоки, заполняющих скважину жидкостей, в том числе и агрессивных, и соединенном с основной трубой корпуса 9 металлическими стержнями 12, практически не ослабляющих ударную волну, проходящую из межэлектродного промежутка в направлении стенок скважин. Общая длина скважинного снаряда составляет порядка 2600 мм. Блок питания, управления и контроля разряда размещается в наземном устройстве 13 в виде мобильной каротажной станции, в которой имеется автономный источник электропитании, каротажный подъемник и другое геофизическое оборудование.The source of elastic vibrations consists of a borehole projectile 1, lowered into the borehole on a wireline 2. In the borehole projection there are an electrohydropulse arrestor 3 with two electrodes 4, 5, a charger 6, an energy storage device 7, a discharge device 8, mounted in a pipe 9 in the form of a pipe with an external diameter smaller than the internal diameter of the well, and a feed device into the working interelectrode space of a metal wire 10 mounted in a separate closed housing 11 of the same diameter, filled with dielectric liquid to eliminate the negative impact on the operation of the mechanism of wire drawing, fluid filling the well, including aggressive ones, and connected to the main pipe of the casing 9 by metal rods 12, practically not attenuating the shock wave passing from the interelectrode gap in the direction of the walls of the wells. The total length of the downhole projectile is about 2600 mm. The power supply, control and monitoring unit is located in the ground device 13 in the form of a mobile logging station, in which there is an autonomous power source, a logging elevator and other geophysical equipment.

Электрическая схема скважинного снаряда (фиг. 2) содержит зарядное устройство 6, состоящее из высоковольтного трансформатора 14, выпрямителя 15, ограничительного сопротивления 16, накопитель энергии 7, разрядное устройство 8 в виде разрядника 77 с пусковым электродом 18 и блоком формирования импульса 19 для запуска разрядника с повышающим трансформатором 20, электрогидроимпульсный разрядник 3 с двумя электродами 4 и 5, при этом один из электродов 5 заземлен, реле 27 для переключения жил кабеля 2, пояс Роговского 22 и устройство подачи металлической проволоки в рабочее межэлектродное пространство 10. Электропроводящие жилы кабеля 2 подсоединены к клеммам 23, 24 и 25, а броня - к клемме 26 разъема 27.The electrical circuit of the downhole projectile (Fig. 2) contains a charger 6, consisting of a high-voltage transformer 14, a rectifier 15, a limiting resistance 16, an energy storage device 7, a discharge device 8 in the form of a spark gap 77 with a start electrode 18 and a pulse generating unit 19 for triggering a spark gap with a step-up transformer 20, an electrohydropulse arrestor 3 with two electrodes 4 and 5, while one of the electrodes 5 is grounded, a relay 27 for switching the cores of cable 2, Rogowski belt 22 and a metal feed device die operating in the interelectrode space 10. The electrically conductive core of the cable 2 connected to the terminals 23, 24 and 25, and armor - 26 to the terminal connector 27.

Устройство подачи в рабочее межэлектродное пространство металлической проволоки между электродами 4 и 5 состоит из двух металлических пластин 28 и 29, закрепленных одними концами на стержне 30 с диаметрально противоположных его сторон и другими концами с заостренными кромками, прижатых к проволоке 31, расположенной на направляющей площадке 32 с помощью пружин 33 и 34. Кромки пластинок заострены в виде скоса со стороны межэлектродного пространства. Относительно проволоки 31 и соответственно плоскости направляющей площадки 32 пластины 28 и 29 ориентированы под углом, обеспечивающим зацепление проволоки и ее движение в сторону межэлектродного пространства. В межэлектродное пространство между электродами 4 и 5 проволока 37 подается через отверстие 35 в заземленном электроде 5 и сальник 36. В процессе возвратно-вращательного движения стержня 30 против часовой стрелки заостренный конец пластины 28, прижатый пружиной 33 к проволоке 31, цепляет ее и перемещает в направлении межэлектродного пространства, при этом заостренный конец пластины 29, прижатый пружиной 34 к проволоке 31, скользит по проволоке в обратном направлении без зацепа. В процессе возвратно-вращательного движения стержня 30 по часовой стрелке заостренный конец пластины 29, прижатый пружиной 33 к проволоке 31, цепляет ее и перемещает в направлении межэлектродного пространства, при этом заостренный конец пластины 28, прижатый пружиной 33 к проволоке 37, скользит по проволоке в обратном направлении без зацепа. Таким образом, за один цикл возвратно-вращательного движения стержня 30 происходят два зацепления проволоки 31 и ее перемещения в сторону межэлектродного пространства. Возвратно-вращательное движение стержня 30 обеспечивается возвратно-поступательным движением якоря 37 соленоида 38 при подаче на него импульсов напряжения с наземного блока питания и управления 13. Якорь 37 соединен тягой 39 с осью 40, на конце которой закреплен стержень 30. Барабан 41 служит для обеспечения запаса проволоки 37. Составляющие элементы устройства протягивания проволоки смонтированы на диэлектрической пластине 42, соединенной с диэлектрическим диском 43.A device for feeding a metal wire between the electrodes 4 and 5 into the working interelectrode space consists of two metal plates 28 and 29, fixed at one end with a rod 30 with diametrically opposite sides and with other pointed ends, pressed against a wire 31 located on a guide pad 32 using springs 33 and 34. The edges of the plates are pointed in the form of a bevel on the side of the interelectrode space. Relative to the wire 31 and, accordingly, the plane of the guide pad 32, the plates 28 and 29 are oriented at an angle that provides meshing of the wire and its movement towards the interelectrode space. In the interelectrode space between the electrodes 4 and 5, the wire 37 is fed through the hole 35 in the grounded electrode 5 and the gland 36. In the process of the rotational movement of the rod 30 counterclockwise, the pointed end of the plate 28, pressed by the spring 33 to the wire 31, catches it and moves it to the direction of the interelectrode space, while the pointed end of the plate 29, pressed by a spring 34 to the wire 31, slides along the wire in the opposite direction without a hook. In the process of reciprocating rotation of the rod 30 in a clockwise direction, the pointed end of the plate 29, pressed by a spring 33 to the wire 31, catches it and moves in the direction of the interelectrode space, while the pointed end of the plate 28, pressed by a spring 33 to the wire 37, slides along the wire in reverse direction without hook. Thus, in one cycle of the reverse-rotational movement of the rod 30 there are two engagement of the wire 31 and its movement in the direction of the interelectrode space. The reciprocating movement of the rod 30 is provided by the reciprocating movement of the armature 37 of the solenoid 38 when voltage pulses are supplied to it from the ground power and control unit 13. The armature 37 is connected by a rod 39 to the axis 40, at the end of which the shaft 30 is fixed. The drum 41 serves to provide wire stock 37. The constituent elements of the wire pulling device are mounted on a dielectric plate 42 connected to a dielectric disk 43.

Скважинный источник упругих колебаний работает следующим образом. С блока питания, управления и контроля разряда наземного устройства 73 по трем жилам и броне каротажного кабеля 2 подаются электрические сигналы, которые осуществляют следующие операции:Downhole source of elastic vibrations works as follows. From the power supply unit, control and discharge control of the ground device 73, three signals and the armor of the wireline cable 2 are supplied with electrical signals that perform the following operations:

- срабатывание механизма подачи проволоки;- actuation of the wire feed mechanism;

- заряд накопителя энергии;- charge energy storage;

- запуск воздушного разрядника;- launch of an air gap;

а также принимается контрольный сигнал с пояса Роговского 22 об амплитуде разрядного тока накопителя энергии (накопительных конденсаторов) с последующей регистрацией счетчиком количества импульсов, который установлен в блоке питания, управления и контроля разряда наземного устройства 13.and also receives a control signal from the Rogowski belt 22 about the amplitude of the discharge current of the energy storage device (storage capacitors), followed by registration of the pulse number counter, which is installed in the power supply, control and discharge control unit of the ground device 13.

От наземного блока питания, управления и контроля разряда устройства 73 по проводнику 24 каротажного кабеля 2 подаются импульсы напряжения на соленоид 38 механизма протягивания проволоки в течение времени, необходимого для замыкания проволокой 31 межэлектродного пространства между электродами 4 и 5. Время устанавливается экспериментальным путем при наладке. Перемещение проволоки 31 и подача ее в межэлектродное пространство между электродами 4 и 5 обеспечиваются двумя стальными пластинами 28 и 29.From the ground power supply unit, control and monitoring of the discharge of the device 73 through the conductor 24 of the wireline cable 2 voltage pulses are supplied to the solenoid 38 of the wire pulling mechanism for the time required for the wire 31 to close the interelectrode space between the electrodes 4 and 5. The time is set experimentally during commissioning. The movement of the wire 31 and its feeding into the interelectrode space between the electrodes 4 and 5 are provided by two steel plates 28 and 29.

По истечении указанного времени на вход повышающего трансформатора 14 по проводнику 23 каротажного кабеля 2 подается напряжение и происходит зарядка накопителя энергии 7.After the specified time, the input of the step-up transformer 14 is fed through the conductor 23 of the wireline cable 2 and the energy storage device 7 is charged.

Затем по жиле 25 каротажного кабеля 2 подается электрический сигнал на реле 21, которые переключают проводники 23 и 25 каротажного кабеля 2. После этого по проводнику 24 подается пусковой сигнал на вход блока формирования импульса запуска 19, затем он повышается с помощью трансформатора 20 и поступает на пусковой электрод 18 разрядника 17. После срабатывания разрядника 17 импульс высокого напряжения поступает на электрод 4 электрогидроимпульсного разрядника 3. Происходят нагрев проволоки, ее взрыв и образование плазменного канала между электродами 4 и 5. Запасенная в накопителе (конденсаторах) электрическая энергия выделяется в межэлектродном промежутке, формируя ударную волну, которая распространяется в окружающем пространстве внутри скважины и за ее пределами. Регистрация разряда производится по уровню сигнала с пояса Роговского 22, установленного в токовой цепи накопительных конденсаторов.Then, along the core 25 of the logging cable 2, an electrical signal is supplied to the relay 21, which switch the conductors 23 and 25 of the logging cable 2. After that, a trigger signal is supplied to the input of the trigger pulse generation block 19 through the conductor 24, then it is increased by a transformer 20 and fed to starting electrode 18 of the spark gap 17. After the spark gap 17 is triggered, a high voltage pulse is supplied to the electrode 4 of the electrohydropulse spark gap 3. The wire heats up, it explodes and a plasma channel forms between the electrodes 4 and 5. The electric energy stored in the storage ring (capacitors) is released in the interelectrode gap, forming a shock wave, which propagates in the surrounding space inside the well and beyond. The discharge is recorded according to the signal level from the Rogowski belt 22 installed in the current circuit of the storage capacitors.

Технические параметры макета скважинного снаряда:Technical parameters of the model of the downhole projectile:

- Энергосодержание в импульсе, Дж 1000- Energy content per pulse, J 1000

- Напряжение зарядки накопительных конденсаторов, кВ 2,5-3,0- Charging voltage of storage capacitors, kV 2.5-3.0

- Первичное напряжение, подаваемое к генератору по жилам каротажного кабеля от наземного блока, В, Гц 220,50- The primary voltage supplied to the generator through the conductors of the logging cable from the ground block, V, Hz 220.50

- Средняя длительность одного полного цикла срабатывания скважинного генератора, с 30- The average duration of one full cycle of operation of the downhole generator, with 30

- Расчётное количество гидроимпульсов без подъёма генератора на поверхность 2000- Estimated number of hydraulic pulses without lifting the generator to the surface 2000

- Длина корпуса генератора, м 2,6- The length of the generator housing, m 2,6

- Внешний диаметр корпуса, мм 102- External diameter of the case, mm 102

- Масса, кг 90- Weight, kg 90

Использование скважинного источника упругих колебаний в геофизических исследованиях позволяет получить представление о плотности распределения запасов углеводородов в пластах как новых, так и старых нефтяных месторождений. Для новых месторождений определяются горизонты расположения продуктивных пластов и насыщенность их углеводородами. В процессе эксплуатации нефтяных месторождений происходит выработка запасов из пластов, снижается проницаемость прилегающих к скважинам пространств и повышается обводненность продукции. При этом не исключается возможность невыработанности значительных по запасам целиков нефти в межскважинных пространствах. С помощью скважинного источника упругих колебаний проводятся исследования пространства около скважины и между скважинами. Для этого в одну из скважин помещается скважинный источник упругих колебаний, а в другую - приемная антенна, которая регистрирует ударные волны, возникающие в результате электрического разряда в жидкости скважины.The use of a borehole source of elastic oscillations in geophysical studies allows us to get an idea of the density of the distribution of hydrocarbon reserves in the reservoirs of both new and old oil fields. For new deposits, the horizons of the location of productive formations and their saturation with hydrocarbons are determined. In the process of exploitation of oil fields, the development of reserves from the reservoirs occurs, the permeability of the spaces adjacent to the wells decreases, and the water content of the products increases. At the same time, the possibility of the underdevelopment of significant oil reserves in the interwell spaces is not ruled out. With the help of a borehole source of elastic vibrations, studies of the space near the well and between the wells are conducted. To do this, a borehole source of elastic vibrations is placed in one of the boreholes, and a receiving antenna is placed in the other, which records shock waves resulting from an electric discharge in the borehole fluid.

Успешные испытания макета скважинного источника упругих колебаний на нескольких месторождениях России показали высокую эффективность использования технологии акустического воздействия на призабойную зону скважин с целью увеличения дебита скважин. Эффективность использования опытного макета скважинного источника упругих колебаний при обработке эксплуатационных и нагнетательных скважин на нескольких нефтяных месторождениях при сравнительно малых затратах времени и средств иллюстрируются результатами, приведенными в прилагаемой таблице. Дебит нефтегазовых и приемность нагнетательных скважин повышается (в 2-6 раз), увеличивается соотношение “нефть-вода” добываемого флюида, коэффициент извлечения нефти и газа увеличивается на 10-15%. При этом достигается полная безопасность проведения работ и исключаются экологически вредные последствия.Successful tests of a model of a borehole source of elastic vibrations at several fields in Russia have shown the high efficiency of using the technology of acoustic impact on the bottom-hole zone of wells in order to increase the flow rate of wells. The effectiveness of using a pilot model of a borehole source of elastic vibrations when processing production and injection wells at several oil fields at a relatively low cost of time and money is illustrated by the results given in the attached table. The oil and gas production rate and injection well intake are increased (2-6 times), the oil-water ratio of the produced fluid increases, the oil and gas recovery coefficient increases by 10-15%. At the same time, complete safety of work is achieved and environmentally harmful consequences are eliminated.

Высокий уровень предлагаемого технического решения определяется конструктивной простотой основных узлов устройства, например механизма протягивания проволоки в межэлектродный зазор разрядника, предложенным вариантом регистрации уровня тока разряда с помощью пояса Роговского, что обеспечивает надежность работы устройства, позволяет снизить его массогабаритные характеристики по сравнению с устройствами аналогичного назначения, оперативно повысить уровень эффективности обработки скважин.The high level of the proposed technical solution is determined by the structural simplicity of the main components of the device, for example, the mechanism of pulling the wire into the electrode gap of the spark gap, the proposed option for registering the discharge current level with the Rogowski belt, which ensures the reliability of the device, reduces its overall dimensions compared to devices of a similar purpose, promptly increase the level of well treatment efficiency.

Источники информации:Sources of information:

1. Гулый А.Г. Научные основы разрядно-импульсных процессов. Киев, Наукова думка, 1990 г., стр. 148-149.1. Guly A.G. The scientific basis of pulse-discharge processes. Kiev, Naukova Dumka, 1990, pp. 148-149.

2. Е.В.Зезекало, О.А.Иванкив, А.Н.Золотоус. Технология термогазокислотного влияния на призабойную зону пласта низкопроницаемых терригенных, карбонатных и глинистых коллекторов //Новейшие методы увеличения нефтеотдачи пластов - теория и практика их применения// Тезисы докладов научно-практической конференции YIII Международной выставки “Нефть, газ. Нефтехимия -2001”, 5-8 сентября 2001 г., Казань, стр. 69-71.2. E.V. Zezekalo, O.A. Ivankiv, A.N. Zolotous. The technology of thermogas-acid effect on the bottom-hole formation zone of low-permeable terrigenous, carbonate and clay reservoirs // The latest methods of increasing oil recovery - theory and practice of their application // Abstracts of the scientific-practical conference of the YIII International Exhibition “Oil, Gas. Petrochemicals -2001 ”, September 5-8, 2001, Kazan, pp. 69-71.

3. В.И.Воробьев, С.И.Заславский, А.М.Курач, Ю.И.Курашко. Генератор импульсных токов для установки электрогидравлического воздействия на пласт//Электронная обработка материалов// 1988, №1, стр. 79-80.3. V.I. Vorobyov, S.I. Zaslavsky, A.M. Kurach, Yu.I. Kurashko. Pulse current generator for installing electro-hydraulic action on the reservoir // Electronic material processing // 1988, No. 1, pp. 79-80.

4. Л.А.Юткин. Электрогидравлический эффект и его применение в промышленности. Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние 1986, с.51-59.4. L.A. Yutkin. Electro-hydraulic effect and its application in industry. L .: Engineering, Leningrad. Department 1986, p. 51-59.

5. Авторское свидетельство СССР № 247530, кл. G 01 v, 1969.5. Copyright certificate of the USSR No. 247530, cl. G 01 v, 1969.

Figure 00000002
Figure 00000002

Claims (3)

1. Скважинный источник упругих колебаний, содержащий скважинный снаряд с размещенными в нем накопителем энергии, зарядным устройством, разрядником со схемой поджига, электрогидроимпульсным разрядником с двумя электродами, устройством подачи и рабочее межэлектродное пространство металлической проволоки, включающим в себя барабан для хранения запаса проволоки, механизм протягивания проволоки, отличающийся тем, что механизм протягивания проволоки выполнен в виде двух металлических пластин, закрепленных одними концами на диаметрально противоположных сторонах стержня, прижатых пружинами противоположными заостренными концами к расположенной на направляющей площадке проволоке, ориентированных под углом к проволоке, обеспечивающим ее попеременное зацепление и движение в сторону межэлектродного пространства за счет возвратно-поступательного противофазного движения заостренных концов пластин при возвратно-вращательном движении стержня, соединенного с помощью оси и тяги с подвижным якорем соленоида.1. A downhole source of elastic vibrations containing a downhole projectile with an energy storage device, a charger, an arrester with an ignition circuit, an electrohydropulse arrester with two electrodes, a feed device and a working interelectrode space of a metal wire, including a drum for storing wire stock, a mechanism wire drawing, characterized in that the wire drawing mechanism is made in the form of two metal plates fixed at one end diametrically the opposite sides of the rod, pressed by springs with opposite pointed ends to the wire located on the guide pad, oriented at an angle to the wire, providing its alternate engagement and movement towards the interelectrode space due to the reciprocating antiphase movement of the pointed ends of the plates during the reciprocating rotation of the rod connected using the axis and traction with a movable armature of the solenoid. 2. Источник по п.1, отличающийся тем, что соленоид и соединенная с якорем соленоида тяга расположены с одной стороны диэлектрической пластины, а барабан для хранения проволоки, две металлические пластины с пружинами, направляющая площадка для проволоки и стержень расположены с другой стороны диэлектрической пластины, при этом стержень и соединенная с якорем соленоида тяга соединены осью, проходящей через отверстие в диэлектрической пластине.2. The source according to claim 1, characterized in that the solenoid and the rod connected to the armature of the solenoid are located on one side of the dielectric plate, and the wire storage drum, two metal plates with springs, the guide wire for the wire and the rod are located on the other side of the dielectric plate while the rod and the rod connected to the armature of the solenoid are connected by an axis passing through the hole in the dielectric plate. 3. Источник по п.1, отличающийся тем, что в разрядной цепи накопителя энергии скважинного снаряда установлен пояс Роговского.3. The source according to claim 1, characterized in that the Rogowski belt is installed in the discharge circuit of the downhole energy storage device.
RU2003100022/28A 2003-01-04 2003-01-04 Borehole source of elastic vibrations RU2248591C2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003100022/28A RU2248591C2 (en) 2003-01-04 2003-01-04 Borehole source of elastic vibrations
PCT/RU2004/000011 WO2004061257A2 (en) 2003-01-04 2004-01-05 Well elastic wave source

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003100022/28A RU2248591C2 (en) 2003-01-04 2003-01-04 Borehole source of elastic vibrations

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003100022A RU2003100022A (en) 2004-06-27
RU2248591C2 true RU2248591C2 (en) 2005-03-20

Family

ID=32710017

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003100022/28A RU2248591C2 (en) 2003-01-04 2003-01-04 Borehole source of elastic vibrations

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2248591C2 (en)
WO (1) WO2004061257A2 (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA017335B1 (en) * 2009-09-18 2012-11-30 Анатолий Яковлевич КАРТЕЛЕВ Method of powering of electrodeischarge well devices
WO2014088440A1 (en) * 2012-12-03 2014-06-12 BOCHKAREV, Andrej Vadimovich A method for applying physical fields of an apparatus in the horizontal end of an inclined well to productive hydrocarbon beds
RU2589442C1 (en) * 2015-07-09 2016-07-10 Общество С Ограниченной Ответственностью "Новас Ск" Downhole source of plasma-pulse action
RU2600249C1 (en) * 2014-01-24 2016-10-20 Общество С Ограниченной Ответственностью "Новас Ск" Method and device of impact on oil-saturated formations and bottomhole zone of horizontal well
RU2600502C1 (en) * 2015-09-17 2016-10-20 Общество С Ограниченной Ответственностью "Новас Ск" Borehole pulse plasma source with contactor-discharger
RU2612352C1 (en) * 2016-02-15 2017-03-07 Общество С Ограниченной Ответственностью "Новас Ск" Borehole source of plasma impulse excitation
RU2621459C1 (en) * 2016-08-24 2017-06-06 Общество С Ограниченной Ответственностью "Илмасоник-Наука" Electrohydraulic complex with plasma spark gap
US10280723B2 (en) 2012-07-27 2019-05-07 Novas Energy Group Limited Plasma source for generating nonlinear, wide-band, periodic, directed, elastic oscillations and a system and method for stimulating wells, deposits and boreholes using the plasma source
RU2774308C1 (en) * 2021-07-06 2022-06-17 Акционерное общество Научно-производственная фирма "Геофизические Исследования, Технологии, Аппаратура, Сервис" (АО НПФ "ГИТАС") Borehole source of electrohydraulic discharge with nodes of an electromechanical contactor-discharger, a high-voltage electrode and a feed mechanism of a calibrated conductor

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8950495B2 (en) 2012-09-05 2015-02-10 Past, Inc. Well cleaning method

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6227293B1 (en) * 2000-02-09 2001-05-08 Conoco Inc. Process and apparatus for coupled electromagnetic and acoustic stimulation of crude oil reservoirs using pulsed power electrohydraulic and electromagnetic discharge

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA017335B1 (en) * 2009-09-18 2012-11-30 Анатолий Яковлевич КАРТЕЛЕВ Method of powering of electrodeischarge well devices
US10280723B2 (en) 2012-07-27 2019-05-07 Novas Energy Group Limited Plasma source for generating nonlinear, wide-band, periodic, directed, elastic oscillations and a system and method for stimulating wells, deposits and boreholes using the plasma source
US10746006B2 (en) 2012-07-27 2020-08-18 Novas Energy Group Limited Plasma sources, systems, and methods for stimulating wells, deposits and boreholes
WO2014088440A1 (en) * 2012-12-03 2014-06-12 BOCHKAREV, Andrej Vadimovich A method for applying physical fields of an apparatus in the horizontal end of an inclined well to productive hydrocarbon beds
RU2600249C1 (en) * 2014-01-24 2016-10-20 Общество С Ограниченной Ответственностью "Новас Ск" Method and device of impact on oil-saturated formations and bottomhole zone of horizontal well
RU2589442C1 (en) * 2015-07-09 2016-07-10 Общество С Ограниченной Ответственностью "Новас Ск" Downhole source of plasma-pulse action
WO2017007364A1 (en) * 2015-07-09 2017-01-12 Общество С Ограниченной Ответственностью "Новас Ск" Downhole source of plasma-pulse action
RU2600502C1 (en) * 2015-09-17 2016-10-20 Общество С Ограниченной Ответственностью "Новас Ск" Borehole pulse plasma source with contactor-discharger
WO2017048152A1 (en) * 2015-09-17 2017-03-23 Общество С Ограниченной Ответственностью "Новас Ск" Downhole source of plasma-impulse action with a contact-maker and spark gap
RU2612352C1 (en) * 2016-02-15 2017-03-07 Общество С Ограниченной Ответственностью "Новас Ск" Borehole source of plasma impulse excitation
WO2017142432A1 (en) * 2016-02-15 2017-08-24 Общество С Ограниченной Ответственностью "Новас Ск" Downhole source of plasma pulse action
WO2018038647A1 (en) * 2016-08-24 2018-03-01 Александр Алексеевич САЛТЫКОВ Electro-hydraulic complex with a plasma discharger
RU2621459C1 (en) * 2016-08-24 2017-06-06 Общество С Ограниченной Ответственностью "Илмасоник-Наука" Electrohydraulic complex with plasma spark gap
RU2774308C1 (en) * 2021-07-06 2022-06-17 Акционерное общество Научно-производственная фирма "Геофизические Исследования, Технологии, Аппаратура, Сервис" (АО НПФ "ГИТАС") Borehole source of electrohydraulic discharge with nodes of an electromechanical contactor-discharger, a high-voltage electrode and a feed mechanism of a calibrated conductor

Also Published As

Publication number Publication date
WO2004061257A3 (en) 2004-12-16
WO2004061257A2 (en) 2004-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10746006B2 (en) Plasma sources, systems, and methods for stimulating wells, deposits and boreholes
US5004050A (en) Method for well stimulation in the process of oil production and device for carrying same into effect
US6427774B2 (en) Process and apparatus for coupled electromagnetic and acoustic stimulation of crude oil reservoirs using pulsed power electrohydraulic and electromagnetic discharge
US4345650A (en) Process and apparatus for electrohydraulic recovery of crude oil
US6227293B1 (en) Process and apparatus for coupled electromagnetic and acoustic stimulation of crude oil reservoirs using pulsed power electrohydraulic and electromagnetic discharge
US8613312B2 (en) Method and apparatus for stimulating wells
US9567839B2 (en) Electrical and static fracturing of a reservoir
AU2001232892A1 (en) Coupled electromagnetic and acoustic stimulation of crude oil reservoirs
US9394775B2 (en) Electrical fracturing of a reservoir
US20140060814A1 (en) Pulse fracturing device and method
CN104204405A (en) Electrofracturing formations
RU2248591C2 (en) Borehole source of elastic vibrations
US20220136371A1 (en) Acoustic stimulation
WO2010114415A1 (en) Method for performing an electrohydraulic action on an oil formation and a device for carrying out said method
EA010901B1 (en) Device for electrohydraulic treatment of wellbottom zone
RU116569U1 (en) DEVICE FOR GENERATING ELASTIC PULSES IN A WELL HYDROSPHERE
RU76256U1 (en) DEVICE FOR RESTORING THE PRODUCTIVITY OF A WATER WELL
RU2362188C2 (en) Facility for excitation of elastic waves in wells
RU2208142C2 (en) Electrohydraulic percussi device for activation of oil and gas-bearing formation and method of device power supply
WO2018038647A1 (en) Electro-hydraulic complex with a plasma discharger
RU2588086C2 (en) Electric and static fracturing
HUT56434A (en) Method for forcing bore particularly at mineral oil yielding and apparatus for carrying out the method
IT1230816B (en) Oil well stimulation

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100105

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20110610

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130105