RU66400U1 - Устройство передачи вч или свч энергии в буровую скважину - Google Patents
Устройство передачи вч или свч энергии в буровую скважину Download PDFInfo
- Publication number
- RU66400U1 RU66400U1 RU2005138255/03U RU2005138255U RU66400U1 RU 66400 U1 RU66400 U1 RU 66400U1 RU 2005138255/03 U RU2005138255/03 U RU 2005138255/03U RU 2005138255 U RU2005138255 U RU 2005138255U RU 66400 U1 RU66400 U1 RU 66400U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipe
- frequency
- microwave
- fluid
- inner pipe
- Prior art date
Links
Landscapes
- Waveguides (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области оборудования нефтяных и газовых промыслов, в частности агрегатов с колонной гибких труб (колтюбинга), применяемых как при бурении, подземном ремонте скважин, так и для выполнения работ по добыче и интенсификации добычи флюида и предназначено для передачи электромагнитных волн ВЧ или СВЧ большой мощности в забой, в продуктивный пласт, например, для изменения реологических свойств флюида, с одновременным транспортированием жидкости, либо газожидкостной смеси.
Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей непрерывной гибкой полой трубы (колтюбинга), а именно -обеспечение возможности транспортирования в забой, либо в продуктивный пласт энергии высокочастотных или сверхвысокочастотных электромагнитных волн большой мощности, необходимых, например, для изменения реологических свойств флюида.
Для решения указанной задачи устройство для передачи ВЧ или СВЧ энергии в буровую скважину, включающее гибкую полую трубу, дополнительно содержит внутреннюю, коаксиально расположенную трубу меньшего диаметра, внутренняя поверхность внешней трубы и наружная поверхность внутренней трубы покрыты слоем электропроводящего материала, а в зазоре между наружной и внутренней трубой размещен электроизолятор.
Таким образом, это устройство является коаксиальной линией, обеспечивающей передачу ВЧ или СВЧ энергии большой мощности в буровую скважину. Полость внутренней трубы устройства служит для транспортирования из забоя или в забой продуктов добычи, технологических жидкостей и др. При заполнении полости охлаждающей средой, например, водой, внутренняя труба служит охлаждающим элементом устройства.
Description
Изобретение относится к области оборудования нефтяных и газовых промыслов, в частности агрегатов с колонной гибких труб (колтюбинга), применяемых как при бурении, подземном ремонте скважин, так и для выполнения работ по добыче и интенсификации добычи флюида и предназначено для передачи электромагнитных волн ВЧ или СВЧ большой мощности в забой, в продуктивный пласт, например, для изменения реологических свойств флюида, с одновременным транспортированием жидкости, либо газожидкостной смеси.
Известен способ подачи электроэнергии к забойному трехфазному электродвигателю по кабельной линии передач, расположенной внутри бурильной трубы, состоящей из отрезков трехжильного шлангового кабеля с концевыми кабельными муфтами, соединяющимися между собой при свинчивании бурильных труб. Однако такая линия электропередачи вызывает большие гидравлические потери в бурильных трубах, конструктивно сложна. Для уменьшения гидравлических потерь применяется система питание электробура вида "два провода - бурильные трубы". (Ф.Н.Фоменко. Бурение скважин электробуром. М., Недра 1974 г. с.114-124.)
Недостатками такой системы является, кроме конструктивной сложности, сложности эксплуатации, поскольку в процессе бурения на различных этапах и операциях, необходим контроль параметров линии электропередачи.
Известны конструкция гибкой трубы с установленным внутри кабелем, а также композиционная гибкая труба, которая может быть оснащена электрическими проводниками, размещенными в стенке (теле) трубы, используемыми для передачи сетевого питающего напряжения и, кроме того, информирующих сигналов от скважинных приборов. (Каталог фирмы
«Schlumberger». Наземное оборудование для бурения и КРС в условиях депрессии.)
Недостатками таких конструкций являются гидравлическое сопротивление, оказываемое кабелем, расположенным в полости трубы, низкие электрическая прочность, надежность и долговечность композиционной гибкой трубы, поскольку возможен обрыв одного или нескольких проводников, расположенных в теле стенки трубы в процессе эксплуатации, т.к. труба находится под воздействием знакопеременных сил, действующих как вдоль, так и поперек трубы.
Общим недостатком для всех вышеуказанных конструкций является то, что они не соответствуют условиям транспортирования высокочастотных электромагнитных волн и не предназначены для передачи энергии высокочастотных электромагнитных волн большой мощности.
Известно устройство для сверхвысокочастотного электротермомеханического бурения, в котором бурильная колонна для передачи электромагнитной энергии СВЧ к забою на волне типа Hoi с малыми потерями выполнена в виде полой гибкой непрерывной бурильной трубы, которое принято за прототип.(Патент РФ на изобретение №2204008, 7 МПК Е 21 В 7/15, Е 21 В 7/04, опубл. 10.03.2003, БИ №13 ч.II).
Недостатком данного устройства также является отсутствие возможности транспортирования в забой электромагнитных волн непрерывной генерации большой мощности, вследствие импульсного режима передачи волн СВЧ, и данное устройство не предназначено для добычи и интенсификации добычи флюида.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение является расширение функциональных возможностей непрерывной гибкой полой трубы колтюбинга.
Для решения указанной задачи устройство для передачи ВЧ или СВЧ энергии в буровую скважину, включающее непрерывную гибкую полую трубу, дополнительно содержит внутреннюю, коаксиально расположенную трубу
меньшего диаметра, внутренняя поверхность внешней трубы и наружная поверхность внутренней трубы покрыты слоем электропроводящего материала, а в пространстве между наружной и внутренней трубой размещен электроизолятор.
Получаемый при этом технический результат состоит в обеспечении возможности транспортирования в забой, либо в продуктивный пласт энергии высокочастотных или сверхвысокочастотных электромагнитных волн большой мощности с одновременным транспортированием жидкости, либо газожидкостной смеси.
Таким образом, заявляемое устройство является непрерывной гибкой трубой - коаксиальной линией, обеспечивающей передачу ВЧ или СВЧ энергии большой мощности. Для обеспечения минимальных потерь энергии токопроводящие внутренняя поверхность внешней и наружная поверхность внутренней труб покрыты слоем материала с большой электропроводимостью.
Толщина токопроводящего слоя материала выбирается большей, чем толщина скин-слоя, которая определяется частотой высокочастотной или сверхвысокочастотной электромагнитной волны.
Материалами труб могут быть металлы, пластмассы, композитные материалы.
Материал и конструктивное исполнение электроизолятора, которые могут быть различными, должны обеспечивать минимальные диэлектрические потери на рабочей частоте линии передачи. Электроизолятор может быть выполнен в виде диэлектрических шайб, либо в виде изоляторов, размещенных методом запрессовки, либо в виде сплошного или многослойного (Σ1≠Σ2≠...Σn) неоднородного заполнения диэлектрическим материалом, который может быть навит на внутреннюю трубу в виде нескольких слоев лент, причем между слоями может быть промазка изоляционной жидкостью.
Соотношение внутреннего диаметра (Д) наружной трубы и наружного диаметра (d) внутренней трубы выбирается из известных соотношений, оптимальных для передачи ВЧ и СВЧ энергии большой мощности. (А.Ф.Харвей. Техника сверхвысоких частот, Т.1 М., Сов. радио, 1965 г., с.44-46., Ю.А.Иларионов, С.Б.Раевский, В.Я.Сморгонский. Расчет гофрированных и частично заполненных волноводов. М., Сов. радио, 1980 г., с.200., В.В.Никольский. Теория электромагнитного поля. М., Высшая школа., 1964 г., с.384.)
Полость внутренней трубы устройства служит для транспортирования из забоя или в забой продуктов добычи, технологических жидкостей и др. При заполнении полости охлаждающей средой, например, водой, внутренняя труба служит охлаждающим элементом устройства.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 представлено поперечное сечение гибкой трубы - коаксиальной линии, где поз.1 - наружная труба, поз.2 - внутренняя труба, поз.3 - диэлектрическая шайба - изолятор. На фиг.2 представлено продольное сечение гибкой трубы - коаксиальной линии, где 4 и 5 - поверхности труб, покрытые материалом с большой электропроводимостью по которым протекают токи высокой или сверхвысокой частоты. Полость 8 внутренней трубы 2 служит для отвода флюида из забоя, подачи реагента в забой, при этом являясь теплоотводом. Структура электрического и магнитного полей основной волны типа ТЕМ показана на фиг.1 и 2, где 6 - вектор электрического поля, 7 - вектор магнитного поля.
На фиг.3 и 4 представлены поперечное и продольное сечение непрерывной гибкой трубы с электроизолятором, выполненным в виде сплошного и (или) многослойного заполнения диэлектрическим материалом. Такое исполнение устройства имеет преимущества в изготовлении, поскольку способ сплошного заполнения полости диэлектриком технологичнее, например, способа установки диэлектрических шайб между наружной и внутренней трубой. Поз.1 и 2 - соответственно внешняя и внутренняя трубы, поз.3 изолятор из диэлектрического материала, поз.8 - полость внутренней трубы для
транспортирования технологических жидкостей, флюида, которая может служить теплоотводом при передаче ВЧ или СВЧ энергии большой мощности.
На фиг.5 представлена часть продольного сечения гибкой трубы - коаксиальной линии, где на поз.9, 10 показаны токопроводящий слой из материала с большой электропроводимостью, толщина слоя которого, выбирается большей глубины скин - слоя, определяемая в свою очередь частотой электромагнитной волны.
Устройство работает следующим образом.
От источника ВЧ или СВЧ энергии, с использованием поверхностей 4 наружной трубы и 5 внутренней трубы в забой либо в продуктивный пласт подают токи высокой либо сверхвысокой частоты, при этом через предназначенную для подачи жидкости полость 8 устройства на фиг.1-2, либо полость 8 на фиг.3-4, может транспортироваться технологическая жидкость в забой, например, при бурении либо ремонте скважин, или флюид после приобретения необходимых для транспортировки свойств, либо охлаждающая жидкость, необходимая для охлаждения гибкой трубы - коаксиальной линии при передаче ВЧ или СВЧ энергии большой мощности.
Заявляемое устройство позволяет расширить функциональные возможности колонны непрерывных гибких труб (колтюбинга) - обеспечить передачу энергии высокочастотных электромагнитных волн в забой, в продуктивный пласт с одновременным транспортированием жидкости или газожидкостной смеси, что делает его универсальным многоцелевым средством при проведении различных технологических операций в процессе бурения, ремонте скважин, добычи, интенсификации добычи флюида.
Claims (3)
1. Устройство для передачи ВЧ и СВЧ энергии в буровую скважину, включающее непрерывную гибкую полую трубу, отличающееся тем, что непрерывная гибкая полая труба дополнительно содержит внутреннюю, коаксиально расположенную трубу меньшего диаметра, внутренняя поверхность внешней трубы и наружная поверхность внутренней трубы покрыты слоем электропроводящего материала, а в пространстве между наружной и внутренней трубой размещен электроизолятор.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электроизолятор выполнен в виде шайб из диэлектрического материала.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005138255/03U RU66400U1 (ru) | 2005-12-08 | 2005-12-08 | Устройство передачи вч или свч энергии в буровую скважину |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005138255/03U RU66400U1 (ru) | 2005-12-08 | 2005-12-08 | Устройство передачи вч или свч энергии в буровую скважину |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU66400U1 true RU66400U1 (ru) | 2007-09-10 |
Family
ID=38598726
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005138255/03U RU66400U1 (ru) | 2005-12-08 | 2005-12-08 | Устройство передачи вч или свч энергии в буровую скважину |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU66400U1 (ru) |
-
2005
- 2005-12-08 RU RU2005138255/03U patent/RU66400U1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4508168A (en) | RF Applicator for in situ heating | |
US8925627B2 (en) | Coiled umbilical tubing | |
US4662437A (en) | Electrically stimulated well production system with flexible tubing conductor | |
US5713415A (en) | Low flux leakage cables and cable terminations for A.C. electrical heating of oil deposits | |
CN103972671B (zh) | 限定流体通道的传输线段耦合器及相关方法 | |
US9322257B2 (en) | Radio frequency heat applicator for increased heavy oil recovery | |
US11578574B2 (en) | High power dense down-hole heating device for enhanced oil, natural gas, hydrocarbon, and related commodity recovery | |
AU2011271195B2 (en) | Continuous dipole antenna | |
US10760392B2 (en) | Apparatus and methods for electromagnetic heating of hydrocarbon formations | |
US3092514A (en) | Method and apparatus for cleaning and thawing flow lines and the like | |
CN104005745A (zh) | 加热地层中的碳氢化合物资源提供可调液体冷却剂的装置及相关方法 | |
US10407993B2 (en) | High-voltage drilling methods and systems using hybrid drillstring conveyance | |
OA12213A (en) | Choke inductor for wireless communication and control in a well. | |
US9963958B2 (en) | Hydrocarbon resource recovery apparatus including RF transmission line and associated methods | |
RU66400U1 (ru) | Устройство передачи вч или свч энергии в буровую скважину | |
US20170356274A1 (en) | Systems And Methods For Multi-Zone Power And Communications | |
CN112768927A (zh) | 一种带有h型裂缝的同轴加热微波天线和集束型微波天线 | |
US20160053595A1 (en) | Practical Alternative Microwave Technology to Enhance Recovery Heavy Oil in Reserviors | |
US9874091B2 (en) | Stripline energy transmission in a wellbore | |
CA2927606A1 (en) | Radio frequency and fluid coupler for a subterranean assembly and related methods | |
FI72630C (fi) | Foerfarande och anordning foer producering av organiska produkter fraon en under ett taeckskikt belaegen oljeskifferformation. | |
CA2976107A1 (en) | Self-forming travelling wave antenna module based on single conductor transmission lines for electromagnetic heating of hydrocarbon formations and method of use | |
US11990724B2 (en) | Apparatus and methods for connecting sections of a coaxial line | |
US9540923B2 (en) | Stripline energy transmission in a wellbore | |
US20230235651A1 (en) | Methods of providing wellbores for electromagnetic heating of underground hydrocarbon formations and apparatus thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20091209 |