RU24503U1 - Ионно-плазменный генератор - Google Patents

Abstract

Ионно-плазменный генератор, содержащий корпус в виде трубы с отверстиями, служащей катодом, и установленный внутри нее по центру анод, разделенные между собой изолятором, и электролит, находящийся в межэлектродной зоне, в качестве которого используется минерализованная вода, отличающийся тем, что внутреннее пространство корпуса разделено на две камеры посредством плавающего поршня, причем нижняя разрядная камера снабжена самостоятельными электродами-разрядниками, выполненными в виде заостренных стержней, установленных соосно по центру камеры с зазором между ними 0,1-10 мм и электрически связанных один с катодом-корпусом генератора, другой - с анодом, являющимся направляющим стержнем плавающего поршня.

Description

Ионно-плазменный генератор

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использована для воздействия на призабойную зону скважины и нефтяной пласт с целью добычи остаточной и трудноизвлекаемой нефти.

Известен скважинный генератор тепла (а.с. СССР № 381736, МПК Е 21 В 43/24, опубл. 22.05.1973 г.), содержащий коаксиально установленные относительно друг друга электроды в виде катода и анода, разделенные между собой изолятором, и электролит, находящийся в межэлектродной зоне.

Недостатком указанного генератора является малая тепловая мощность и сложность конструкции.

Наиболее близким к предложенному является скважинный ионноплазменный генератор, содержащий катод в виде трубы с отверстиями, коаксиально установленный внутри нее анод, закрепленный посредством изоляторов, и электролит, находящийся в межэлектродной зоне, в качестве которого используется минерализованная вода (Свидетельство РФ .№ 14451, МПК Е 21 В 43/24, опубл. 27.07.2000 г.).

Недостатком известного генератора является, недостаточная эффективность воздействия на нефтяной пласт.

Предложенная полезная модель направлена,.; и на повЁхщение эффективности воздействия на нефтяной пласт за счет создания квазивозбуждения электрическими разрядами.

Поставленная задача достигается ионно-плазменным генератором, содержащим корпус в виде трубы с отверстиями, служащей катодом, установленный внутри нее по центру анод, разделенные между собой изолятором, и электролит, находящийся в межэлектродной зоне, в качестве

2002100843

рЭда тРШВ-- Е2.В43/24

которого используется минерализованная вода, в котором отличие от прототипа внутреннее пространство корпуса разделено на две камеры посредством плавающего поршня, причем нижняя разрядная камера снабжена самостоятельными электродами, выполненными в виде заостренных стержней-разрядников, установленных соосно по центру камеры с зазором между ними 0,1-10 мм и электрически связанные один с катодом - корпусом генератора, другой - с анодом, являющимся направляющим стержнем плавающего порщня.

Существо полезной модели поясняется чертежом, где представлена конструкция ионно-плазменного генератора.

Генератор содержит корпус в виде трубы 1 с отверстиями 2, направляющий стержень 3, закрепленный на изоляторе 4 посредством гаек 5. Изолятор 4 неподвижно закреплен на трубе 1. Внутреннее пространство корпуса разделено на две камеры В и С посредством плавающего порщня 6, направляющий стержень 3 которого является анодом.

В разрядной камере С на нижнем конце направляющего стержня 3 закреплен разрядник 7, второй разрядник 8 установлен в днище 9 корпуса, зазор между ними составляет 0,1-10 мм. Для крепления генератора к насоснокомпрессорной трубе предусмотрена муфта 10, соединенная с корпусом 1 посредством стяжек 11. В изоляторе 4 выполнены отверстия 12 для подачи минерализованной воды в камеру В. В камере С выполнены окна 13. Генератор помещают в зону перфорации обсадной колонны 14 скважины.

Генератор работает следующим образом.

От наземного блока положительный потенциал по кабелю КПБП 3x16 подводится к аноду 3, который электрически соединен с разрядником 7, а отрицательный потенциал подается на обсадную колонну 14 скважины. Третья жила кабеля КПБП 3x16 подсоединяется к корпусу 1 генератора для создания электрической цепи через разрядную камеру С. Генератор с помощью насосно-компрессорной трубы устанавливается на уровне

перфорации скважины, которая после герметизации устья заполняется минерализованной водой с плотностью не менее 1,12 г/см.

Цикл работы генератора состоит из двух различных воздействий на призабойн)то зону и нефтяной пласт. Первое воздействие длительностью до 30 мин начинается сразу после включения наземного блока и подачи постоянного электрического тока напряжением U В, и представляет собой сочетание электролитических, термо-химических, ионно-плазменных и плазмохимических процессов инициируемых в камере В. После окончания этого воздействия наземный блок переключается в импульсный режим, и в работу включается камера С, в которой на разрядники 7,8 подаются следующих друг за другом электрических импульсов скважностью до 5, длительностью импульса до 100 мкс, мощностью больше 100 дж. Эти импульсы приводят к импульсному электрическому пробою зазора между разрядниками 7,8.

Ударная гидравлическая волна от разряда через окна 13 камеры С и перфорационные отверстия обсадной колонны 14 устремляется в нефтяной пласт, перенося вместе с собой продукты плазмохимических реакций, и создавая в породе аномальные напряжения, которые ведут к ее деформациям и появлению новых трещин, разуплотнений, что объясняется высокой скоростью воздействия. Волна давления, достигнув границы раздела сред, отражается от нее и, потеряв часть энергии, движется в обратном направлении, перенося продукты рассплавления и разложения из пласта в забойную зону скважины. Таким образом в призабойной зоне и пласте создается депрессионно-репрессионное воздействие, эффект от которого поддерживается и усиливается за счет возвратно-поступательного движения поршня 6 вдоль анода 3. Образовавшиеся в пласте и отложениях трещины и разуплотнения открывают новые каналы для притока нефти к призабойной зоне пласта. Следующий импульс разряда приводит к повторению описанных выше процессов, а их скважинность подбирается в зависимости от мощности

пласта, давления и т.п. так, чтобы не происходило взаимное гашение процессов от следующих друг за другом импульсов.

В связи с тем, что одним из компонентов импульсного воздействия является жидкая среда, депрессионно-репрессионные волновые процессы в пласте достаточно быстро затухают. Поэтому после импульсного

воздействия включают кратковременную промывку скважины для выноса на поверхность продуктов, перенесенных в реакционную зону скважины.

После чего описанный цикл воздействия многократно повторяется до достижения хорошего притока нефти к забою скважины.

Таким образом, предложенное устройство позволяет повысить эффективность воздействия на нефтяной пласт с целью добычи остаточной и трудноизвлекаемой нефти.

Claims (1)

1. Ионно-плазменный генератор, содержащий корпус в виде трубы с отверстиями, служащей катодом, и установленный внутри нее по центру анод, разделенные между собой изолятором, и электролит, находящийся в межэлектродной зоне, в качестве которого используется минерализованная вода, отличающийся тем, что внутреннее пространство корпуса разделено на две камеры посредством плавающего поршня, причем нижняя разрядная камера снабжена самостоятельными электродами-разрядниками, выполненными в виде заостренных стержней, установленных соосно по центру камеры с зазором между ними 0,1-10 мм и электрически связанных один с катодом-корпусом генератора, другой - с анодом, являющимся направляющим стержнем плавающего поршня.