RU2500877C2 - Plant for treatment of drill fluids and grouting mortars - Google Patents

Plant for treatment of drill fluids and grouting mortars Download PDF

Info

Publication number
RU2500877C2
RU2500877C2 RU2012109881/03A RU2012109881A RU2500877C2 RU 2500877 C2 RU2500877 C2 RU 2500877C2 RU 2012109881/03 A RU2012109881/03 A RU 2012109881/03A RU 2012109881 A RU2012109881 A RU 2012109881A RU 2500877 C2 RU2500877 C2 RU 2500877C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
filter
capacitor bank
grounded
input
output
Prior art date
Application number
RU2012109881/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012109881A (en
Inventor
Геннадий Петрович Филатов
Анатолий Юрьевич Юшков
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет"
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет"
Priority to RU2012109881/03A priority Critical patent/RU2500877C2/en
Publication of RU2012109881A publication Critical patent/RU2012109881A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2500877C2 publication Critical patent/RU2500877C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: plant contains in-series boosting and rectifying units with higher harmonic filter at the input, pulse voltage generator including capacitor bank with discharge arrester connected in parallel and operating chamber containing two main electrodes; out of these two electrodes one is grounded while the other one is connected to capacitor bank and one additional electrode is connected to output of higher harmonic filter. Additionally to input of boosting and rectifying unit two filters are connected; the filters are set to frequency of the 5th and 9th harmonics respectively which inductance elements are located at insulating body of the operating chamber. Output of the first filter set to frequency of the 3rd harmonic is connected to additional electrode installed in the grounded electrode and isolated from it.
EFFECT: reducing time of mortars and fluids treatment.
1 dwg

Description

Изобретение относится к геологоразведочной, нефте- и горнодобывающим отраслям промышленности и может быть использовано для обработки цементных, глиноцементных и других видов буровых и тампонажных растворов перед производством работ в скважинах при разведке или добычи твердых, жидких и газообразных полезных ископаемых.The invention relates to the exploration, oil and mining industries and can be used for the treatment of cement, clay and other types of drilling and cement slurries before working in wells during exploration or production of solid, liquid and gaseous minerals.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является установка для обработки глинистых буровых растворов путем воздействия высоковольтными электрическими импульсами (RU 1131070 С, опублик. 30.10.1994). Установка содержит повысительно-выпрямительное устройство, состоящее из трансформатора и выпрямителя, зарядного сопротивления, выполненного в виде резервуара со встроенными электродами, один из которых последовательно соединен с повысительно-выпрямительным устройством, а другой с генератором импульсных напряжений. Генератор импульсных напряжений содержит конденсаторную батарею, подсоединенную через воздушный разрядник к рабочей камере последовательно через один из встроенных электродов, другой из которых заземлен.The closest in technical essence to the present invention is an installation for processing clay drilling fluids by exposure to high-voltage electric pulses (RU 1131070 C, published. 30.10.1994). The installation contains a boost-rectifier device, consisting of a transformer and a rectifier, charging resistance, made in the form of a tank with built-in electrodes, one of which is connected in series with a boost-rectifier device, and the other with a pulse voltage generator. The pulse voltage generator contains a capacitor bank connected through an air gap to the working chamber in series through one of the built-in electrodes, the other of which is grounded.

Основной технической задачей предлагаемого изобретения является сокращение времени обработки раствора.The main technical task of the invention is to reduce the processing time of the solution.

Указанная техническая задача достигается тем, что установка для обработки буровых и тампонажных растворов содержит последовательно соединенные повысительно-выпрямительные узлы с фильтром высших гармоник на входе, генератор импульсных напряжений, включающий конденсаторную батарею с параллельно включенным разрядником и рабочую камеру, содержащую два основных электрода, один из которых заземлен, а другой подключен к конденсаторной батарее и один дополнительный электрод, который подключен к выходу фильтра высших гармоник, ко входу повысительно-выпрямительного устройства подключены дополнительно два фильтра, настроенные на частоту 5-й и 9-й гармоник соответственно, индуктивные элементы которых размещены на изоляционном корпусе рабочей камеры, а выход первого фильтра, настроенного на частоту 3-й гармоники подключен к дополнительному электроду, установленному в заземленном электроде и изолированном от него.The specified technical problem is achieved by the fact that the installation for processing drilling and cement slurries contains series-connected up-rectifying units with a higher harmonic filter at the input, a pulse voltage generator including a capacitor bank with a parallel-connected spark gap and a working chamber containing two main electrodes, one of which is grounded, and the other is connected to a capacitor bank and one additional electrode, which is connected to the output of the higher harmonics filter, to the input of of the power-rectifier device, two additional filters are connected, tuned to the frequencies of the 5th and 9th harmonics, respectively, whose inductive elements are placed on the insulating housing of the working chamber, and the output of the first filter tuned to the 3rd harmonic frequency is connected to an additional electrode installed in a grounded electrode and isolated from it.

Пример конкретного выполненияConcrete example

На фиг.1 представлена схема установки для обработки буровых и тампонажных растворов. Установка содержит повысительно-выпрямительный узел 1 с фильтрами высших гармоник 2, 3 и 4 на входе, генератор импульсных напряжений включающий конденсаторную батарею 5 и воздушный разрядник 6, рабочую камеру 7 с высоковольтным электродом 8 и заземленным электродом 9. На корпусе рабочей камеры 7 размещены индуктивные элементы фильтров высших гармоник 3 и 4. В корпусе заземленного электрода 9 размещен изолированный от него дополнительный электрод 10, подключенный к выходу фильтра 2.Figure 1 presents the installation diagram for the treatment of drilling and cement slurries. The installation contains a boosting and rectifying unit 1 with filters of higher harmonics 2, 3 and 4 at the input, a pulse voltage generator including a capacitor bank 5 and an air gap 6, a working chamber 7 with a high-voltage electrode 8 and a grounded electrode 9. Inductive housings are placed on the housing of the working chamber 7 elements of filters of higher harmonics 3 and 4. In the case of the grounded electrode 9 there is an additional electrode 10 isolated from it, connected to the output of the filter 2.

Рабочие параметры установки: емкость генератора импульсных напряжений в разряде С=0,5 мкФ, амплитуда импульса 50 кВ, величина межэлектродного промежутка 15 мм, частота импульсов 6 Гц.Operating parameters of the installation: the capacity of the pulse voltage generator in the discharge C = 0.5 μF, the pulse amplitude of 50 kV, the interelectrode gap of 15 mm, the pulse frequency of 6 Hz.

Работа устройства происходит следующим образом. В рабочей камере 7 между основными электродами 8 и 9 устанавливается рабочий промежуток 15 мм. На изолированном корпусе рабочей камеры 7 размещены индуктивные элементы фильтров высших гармоник 3 и 4. В корпусе заземленного электрода 9 устанавливают дополнительный электрод 10 и присоединяют его к выходу фильтра 2, настроенного на частоту 3-й гармоники. После этого исходный глинистый раствор, приготовленный из бетонитового глинопорошка, подается в рабочую камеру 7. Затем включается генератор импульсных напряжений и происходит зарядка конденсаторной батареи 5, за время зарядки которой до величины напряжения необходимого для пробоя воздушного промежутка разрядника 6, раствор в рабочей камере 7 подвергается активирующему воздействию зарядного тока. В это же время высшие гармоники напряжения выделенные из низковольтной сети фильтром 2, включенным на вход повысительно-выпрямительного устройства подаются на электрод 10, оказывая дополнительное активирующее воздействие на обрабатываемый раствор. Одновременно с этим на обрабатываемый раствор действуют вращающиеся магнитные поля, созданные токами высших гармоник напряжения, протекающими по индуктивным элементам фильтров высших гармоник 3 и 4, которые ускоряют массообменные процессы в системе глина - вода. После того как напряжение на конденсаторной батарее 5 достигнет пробивного значения воздушного промежутка шарового разрядника 6, он срабатывает и происходит пробой между электродами 8 и 9 в рабочей камере 7.The operation of the device is as follows. In the working chamber 7 between the main electrodes 8 and 9, a working gap of 15 mm is set. Inductive elements of the higher harmonics filters 3 and 4 are placed on the insulated housing of the working chamber 7. An additional electrode 10 is installed in the housing of the grounded electrode 9 and connected to the output of the filter 2 tuned to the frequency of the 3rd harmonic. After that, the initial clay solution prepared from concrete concrete clay is fed into the working chamber 7. Then, the pulse voltage generator is turned on and the capacitor bank 5 is charged, during which time the solution in the working chamber 7 is exposed to the voltage required for the breakdown of the air gap of the spark gap 6 activating effect of charging current. At the same time, higher voltage harmonics isolated from the low-voltage network by a filter 2 connected to the input of a boost-rectifier device are supplied to the electrode 10, providing an additional activating effect on the treated solution. At the same time, rotating magnetic fields act on the treated solution, created by currents of higher voltage harmonics flowing through inductive elements of filters of higher harmonics 3 and 4, which accelerate mass transfer processes in the clay-water system. After the voltage on the capacitor bank 5 reaches the breakdown value of the air gap of the ball gap 6, it is triggered and a breakdown occurs between the electrodes 8 and 9 in the working chamber 7.

Таким образом в одной рабочей камере имеет место протекания четырех процессов, а именно:Thus, in one working chamber, four processes take place, namely:

- активирующее воздействие на раствор тока зарядки конденсаторов генератора импульсных напряжений,- the activating effect on the solution of the charging current of the capacitors of the pulse voltage generator,

- измельчение частиц глинопорошка мощными гидроударами, возникающими при пробое раствора,- grinding particles of clay powder with powerful water hammer that occurs during the breakdown of the solution,

- активирующее воздействие на жидкую и твердую фазы раствора токов 3-ей гармоники напряжения,- the activating effect on the liquid and solid phases of the solution of currents of the 3rd harmonic voltage,

- обработка раствора вращающимися магнитными полями, создаваемыми токами 5 и 9 гармоник напряжения.- treatment of the solution by rotating magnetic fields created by currents of 5 and 9 voltage harmonics.

Сравнительный анализ испытаний показал, что при обработке 20 литров глинистого раствора с применением известной и предлагаемой установок при практически одинаковых свойствах, полученных после обработки растворов: водоотдачи, условной вязкости, статического напряжения сдвига, дисперсности частиц, затраты времени составили соответственно 6,6 и 4,8 минуты при прочих равных условиях. Таким образом, длительность обработки раствора на предлагаемой установке на 27,3% меньше, чем на известной установке.A comparative analysis of the tests showed that when processing 20 liters of clay solution using the known and proposed installations with almost the same properties obtained after processing the solutions: water loss, nominal viscosity, static shear stress, particle size dispersion, the time spent was 6.6 and 4, respectively. 8 minutes ceteris paribus. Thus, the duration of processing the solution in the proposed installation is 27.3% less than in the known installation.

Claims (1)

Установка для обработки буровых и тампонажных растворов, содержащая последовательно соединенные повысительно-выпрямительное узлы с фильтром высших гармоник на входе, генератор импульсных напряжений, включающий конденсаторную батарею с параллельно подключенным разрядником и рабочую камеру, содержащую два основных электрода, один из которых заземлен, а другой подключен к конденсаторной батарее, и один дополнительный электрод, присоединенный к выходу фильтра высших гармоник, отличающаяся тем, что дополнительно ко входу повысительно-выпрямительного устройства подключены два фильтра, настроенных на частоту 5-й и 9-й гармоник соответственно, индуктивные элементы которых размещены на изоляционном корпусе рабочей камеры, а выход первого фильтра, настроенного на частоту 3-й гармоники, подключен к дополнительному электроду, установленному в заземленном электроде и изолированном от него. Installation for processing drilling and grouting mortars, containing series-connected up-rectifying units with a higher harmonic filter at the input, a pulse voltage generator including a capacitor bank with a parallel-connected spark gap and a working chamber containing two main electrodes, one of which is grounded and the other is connected to the capacitor bank, and one additional electrode connected to the output of the higher harmonics filter, characterized in that in addition to the input of the straightener, two filters are connected, tuned to the frequencies of the 5th and 9th harmonics, respectively, the inductive elements of which are located on the insulating housing of the working chamber, and the output of the first filter tuned to the frequency of the 3rd harmonic is connected to an additional electrode installed in the grounded electrode and isolated from it.
RU2012109881/03A 2012-03-14 2012-03-14 Plant for treatment of drill fluids and grouting mortars RU2500877C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012109881/03A RU2500877C2 (en) 2012-03-14 2012-03-14 Plant for treatment of drill fluids and grouting mortars

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012109881/03A RU2500877C2 (en) 2012-03-14 2012-03-14 Plant for treatment of drill fluids and grouting mortars

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012109881A RU2012109881A (en) 2013-09-20
RU2500877C2 true RU2500877C2 (en) 2013-12-10

Family

ID=49183061

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012109881/03A RU2500877C2 (en) 2012-03-14 2012-03-14 Plant for treatment of drill fluids and grouting mortars

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2500877C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU969884A1 (en) * 1980-12-18 1982-10-30 Научно-Исследовательский Институт Высоких Напряжений При Томском Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Политехническом Институте Им.С.М.Кирова Electric pulse chamber for activating mud
RU1136516C (en) * 1982-07-05 1994-10-30 Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском политехническом университете Method of clayey solution
RU1131070C (en) * 1983-08-05 1994-10-30 Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском политехническом университете Method of clayey drilling mud
RU2228316C2 (en) * 2002-07-01 2004-05-10 Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском политехническом университете Method of treating cement mortars
JP2009121121A (en) * 2007-11-14 2009-06-04 East Japan Railway Co Muddy water treatment device and method of treating muddy water

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU969884A1 (en) * 1980-12-18 1982-10-30 Научно-Исследовательский Институт Высоких Напряжений При Томском Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Политехническом Институте Им.С.М.Кирова Electric pulse chamber for activating mud
RU1136516C (en) * 1982-07-05 1994-10-30 Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском политехническом университете Method of clayey solution
RU1131070C (en) * 1983-08-05 1994-10-30 Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском политехническом университете Method of clayey drilling mud
RU2228316C2 (en) * 2002-07-01 2004-05-10 Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском политехническом университете Method of treating cement mortars
JP2009121121A (en) * 2007-11-14 2009-06-04 East Japan Railway Co Muddy water treatment device and method of treating muddy water

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012109881A (en) 2013-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN203025311U (en) Gas discharge tube direct current breakdown voltage measuring device
CN103328390A (en) System and method for treatment of liquid
RU2388908C1 (en) Method of electric hydraulic impact on oil formation and device for its implementation
RU2477370C1 (en) Submerged-type electric pulse drill
Chaladying et al. Parallel resonance impact on power factor improvement in power system with harmonic distortion
CN102013830A (en) Device and method for generating bipolar nanosecond high-voltage narrow pulses
US11186781B2 (en) Pulsed power supply
RU2500877C2 (en) Plant for treatment of drill fluids and grouting mortars
Li et al. Breakdown characteristics of transformer oil in a uniform field under oscillating impulse voltage
CN103977623B (en) Granule foreign minimizing technology and charge device and lubricating oil electrostatic oil-filtering apparatus in lubricating oil
CN201904738U (en) Bipolar nanosecond high-voltage narrow-pulse generator
Abdel-Salami High-Voltage Generation
CN102231603A (en) Double-closed loop direct-current high-voltage generator
EA016999B1 (en) Device for producing an electrohydraulic effect on a well bottom-hole zone  
Vinnychenko et al. Transformerless High-Voltage Resonant Charging Systems for Capacitive Energy Storage Devices for Electro-Discharge Technologies
CN204065267U (en) A kind of ferroresonance loop based on DC magnetic biasing
RU2621459C1 (en) Electrohydraulic complex with plasma spark gap
US20200316612A1 (en) High-Voltage Power Supply System
Boyko et al. Generators of high-voltage pulses with a repetition rate of 50000 pulses per second
RU2228316C2 (en) Method of treating cement mortars
UA152028U (en) High-voltage pulse current generator
RU2581016C1 (en) High-voltage pulse generator
RU2686055C1 (en) Device for powering electrostatic precipitator gas cleaning
RU2733755C1 (en) Electrophysical device for gas cleaning from environmentally hazardous impurities, air disinfection and sterilization by means of combination of frequency-pulse and high-voltage direct voltage
US11837970B2 (en) Power receiver including Faraday cage for extracting power from electric field energy in the earth

Legal Events

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

Effective date: 20140315