[go: up one dir, main page]

WO2018038647A1 - Электрогидравлический комплекс с плазменным разрядником - Google Patents

Электрогидравлический комплекс с плазменным разрядником Download PDF

Info

Publication number
WO2018038647A1
WO2018038647A1 PCT/RU2017/050077 RU2017050077W WO2018038647A1 WO 2018038647 A1 WO2018038647 A1 WO 2018038647A1 RU 2017050077 W RU2017050077 W RU 2017050077W WO 2018038647 A1 WO2018038647 A1 WO 2018038647A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
plasma
electro
wire
piston
hydraulic
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/RU2017/050077
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Александр Алексеевич САЛТЫКОВ
Юрий Алексеевич САЛТЫКОВ
Владимир Ренович ГЕНРИХСОН
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Priority to US16/326,941 priority Critical patent/US10655412B2/en
Publication of WO2018038647A1 publication Critical patent/WO2018038647A1/ru
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B28/00—Vibration generating arrangements for boreholes or wells, e.g. for stimulating production
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/003—Vibrating earth formations
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21C—MINING OR QUARRYING
    • E21C37/00—Other methods or devices for dislodging with or without loading
    • E21C37/18—Other methods or devices for dislodging with or without loading by electricity
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K15/00—Acoustics not otherwise provided for
    • G10K15/04—Sound-producing devices
    • G10K15/043—Sound-producing devices producing shock waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/02—Generating seismic energy
    • G01V1/157—Generating seismic energy using spark discharges; using exploding wires

Definitions

  • the invention relates to the field of oil industry, in particular, to equipment for stimulating enhanced oil recovery.
  • This complex is most applicable when working in wells where fountain and gas lift methods of oil production are used, as well as in complex treatment of the bottom-hole formation zone together with acoustic (ultrasonic) emitters.
  • Extraction and subsequent descent of tubing is a rather time-consuming process, in addition to time and financial costs, it entails a reduction in the resource of tubing (threaded connections).
  • the above-mentioned downhole tools can be used during routine or major repairs, when the tubing is still removed and it is possible to work through the casing.
  • the extraction of tubing from wells with a fountain and gas lift method of oil production is impractical, especially on offshore wells. In this case, it is advisable to use an electro-hydraulic device having an external diameter of not more than 52 mm to stimulate the oil reservoir.
  • a device consisting of a ground source of power and a downhole tool [8].
  • the downhole tool is made in the form of a hollow cylindrical body divided by septum compartments, contains an electrically interconnected charger, a storage capacitor unit and a discharge unit equipped with electrodes.
  • the apparatus is additionally equipped with a switching means installed in its cavity, which is connected to the control panel and interconnected with the power supply, operates in automatic mode.
  • the switching means is installed in the same compartment with the storage capacitor unit, and the compartment in which the storage capacitor unit and the switching device are located is filled with an electrically insulating medium.
  • the block of storage capacitors is charged when they are connected in parallel to the required voltage value and the block of storage capacitors is discharged, which ensures the supply of its output voltage to the electrodes of the discharge block.
  • Storage capacitors after the end of charging their unit, switch to serial connection. Then, the block of storage capacitors is discharged, providing an increase in its output voltage in proportion to the number of capacitors.
  • the DC voltage supplied to the charger is set within 300-150 V.
  • the maximum value of the required voltage for charging the block of storage capacitors is taken to be 20-27 kV.
  • such a downhole tool Due to the use of a complex electrical circuit and the need to charge capacitors to a voltage of 20-27 kV, such a downhole tool has large dimensions - a diameter of 102 mm and a length of at least 2500 mm.
  • a device [6, 7] is known that has all the necessary nodes and elements: energy storage devices, electric ignition circuits, a device for supplying a metal wire to the working interelectrode space.
  • the feed device comprises a housing, a high-voltage electrode assembly, a low-voltage electrode assembly, in which a hole is provided for supplying wire to the electrode space.
  • the housing comprises a main part, an end part and connecting jumper parts mentioned. The mentioned parts of the body are made in one piece.
  • the high voltage electrode assembly is located in the main part of the housing.
  • the low-voltage electrode assembly is located at the end of the housing.
  • a through hole is made in the housing wall passing through the main part, the jumper and the end part. The hole is designed to accommodate electrical wiring.
  • the node of the high-voltage electrode of the borehole source of seismic energy contains an electrode, two disks of dielectric material, sleeve, tapered sleeve.
  • the low-voltage electrode assembly of a borehole seismic energy source contains a contact element, a sleeve with a protrusion and a conical section, and a guide tube.
  • a borehole source of elastic vibrations [5], which we adopted as a prototype, which contains a borehole projectile with an energy storage device, a charger, an arrester with an ignition circuit, an electric-pulse arrester with two electrodes, and a device for feeding a metal wire into the working interelectrode space.
  • the feed device includes a drum for storing wire stock, a wire pulling mechanism.
  • the wire pulling mechanism is made in the form of two metal plates fixed at one end on the diametrically opposite sides of the rod.
  • the plates are pressed by the springs with opposite pointed ends to the wire located on the guide platform and oriented at an angle to it, providing its alternate engagement and movement towards the interelectrode space with the reciprocating movement of the rod connected by an axis and traction to the movable armature of the solenoid.
  • 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.
  • a relay is installed in the downhole tool.
  • a Rogowski belt is installed in the discharge circuit of the storage capacitors of the downhole tool.
  • the diameter of the downhole tool is also 102 mm, which is associated with the large dimensions of the wire feed mechanism.
  • a solenoid and additional automation are used to turn it on, which reduces the reliability of the drive and the operation of the downhole tool as a whole.
  • the objective of the claimed invention is to increase the efficiency and profitability of operations to increase oil recovery when working through tubing.
  • Efficiency refers to the ability to process wells without stopping oil production in gas lift and fountain wells.
  • the economics of the operation means the reduction of costs for its implementation.
  • the technical result consists in increasing oil recovery and in cleaning the bottom-hole zone
  • the electro-hydraulic complex with a plasma spark gap contains a ground power and control unit, a downhole electro-hydraulic device, a plasma spark gap, electrodes, a metal wire feed device, and the downhole electro-hydraulic device is made in a modular design and consists of a stabilization unit, a capacitor block and a plasma arrester,
  • the plasma arrester consists of a housing with an internal cavity, the upper part of the attached to the connecting sleeve, and the lower part connected to the supporting sleeve, in the cavity of the housing is a cylinder mounted on the middle part of the supporting sleeve, and the cylinder contains a piston with a rod and a spring
  • a wire feed mechanism made in the form of a lever with a support is fixed on the upper part of the piston the platform and the link with the spring, while on the supporting platform and the link from the side facing the wire directed notches are made, four rods are attached to the cylinder, which are the basis for the
  • the capacitors in the capacitor block are connected in parallel.
  • the piston is made with holes aligning the pressure of the over-piston space with the pressure in the well
  • the wire feed mechanism is a limiter holding the piston in a predetermined position.
  • Figure 1 is a diagram of a borehole electro-hydraulic device.
  • FIG. 2 a sketch drawing of a spark gap EGP in two projections.
  • the numbers indicate the following positions:
  • the electro-hydraulic complex with a plasma spark gap consists of two main parts: a ground power and control unit and a borehole electro-hydraulic device (SEGP).
  • SEGP has a modular design (Fig. 1), consisting of a block of a step-up inverter (25), a block of capacitors (26) and a plasma spark gap (27). It has a length of not more than 3 meters and a diameter of not more than 52 mm, which ensures free passage of the device through all existing tubing.
  • the step-up inverter unit (25) the supply voltage is converted to a constant high-voltage voltage.
  • the step-up decoupling transformer included in the step-up inverter unit is small in size.
  • capacitors are used, one terminal of which is a coaxial pin, and the second terminal is a cylindrical body, so the capacitors are connected in parallel to the battery by simple fastening of the studs.
  • This design takes up a minimum of space and allows the use of small components.
  • the modularity of the design allows you to increase the power of the SEGP, due to the use of additional blocks of capacitors, in the required range, for example, from 0.5 to 3 kJ. Modularity is ensured by the use of rubber-plastic compound reinforced with cables.
  • a special role in the invention is played by the design of the plasma arrester. Unlike the prototype, it has not an electric, but a mechanical drive. It is made in the form of a block, easily disassembled design, which allows you to easily replace any parts, as well as install a new coil with wire, which is especially important in the field.
  • the spark gap housing (2) is screwed onto the connection sleeve (1) and secured with a screw.
  • a support sleeve (9) of fiberglass is screwed to the arrester housing, to which all other elements are attached.
  • a cylinder (7) is screwed into the middle part of the sleeve, in which a piston (8) is installed with a rod and a spring. Small holes (18) are made in the piston (8) to equalize the pressure of the over-piston space with the pressure in the well.
  • a wire feed mechanism (6) is attached to the upper part of the piston (8), which at the same time is a limiter that holds the piston in a predetermined position.
  • the feed mechanism is a lever with a support platform (14) and a link with a spring (13).
  • Directional notches are made on the supporting platform and the backstage from the side facing the wire (12), which allow the feed mechanism to move upward without affecting the wire, and when moving downward, providing engagement with the wire.
  • rods (5) are attached to the cylinder (7), which are the basis for the attachment unit (4) of the coil (3).
  • the rods also ensure that the cylinder is kept from knocking out of the sleeve (9) when exposed to the piston (8), due to the support on the connecting sleeve (1).
  • a guide cone (1 1) is fixed to the support sleeve using racks (10). It provides free movement of the SEGP along the tubing and at the same time, together with the racks, protects the electrodes from mechanical stress.
  • the operation of the electro-hydraulic complex is as follows:
  • the ground power supply is connected to the AC voltage
  • the shock wave also acts on the piston (8), which rises, compresses the spring and moves the wire feed mechanism (6).
  • the surfaces of the support platform (14) and the wings (13) easily slide up the wire (12).
  • the feed mechanism goes down and due to special notches on the support platform and the link and the link spring, which provides its pressing, pull the wire down through the negative electrode until it contacts the positive electrode. Then the whole cycle is repeated.
  • Patent N ° RU 2248591 Downhole source of elastic vibrations, 2004
  • Patent N ° RU2385472, Downhole seismic energy source, high-voltage electrode assembly and low-voltage electrode assembly, 2007
  • Patent N ° RU 2373386 Method for influencing the bottom hole zone of a well and oil-saturated formations (options) and device for its implementation, 2008
  • Patent N ° US 2012/0043075 Method and assembly for recovering oil using elastic vibration energy, 2012.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности, в частности, к оборудованию для стимуляции повышения нефтеотдачи пласта. Комплекс наиболее применим при работах на скважинах, где используются фонтанный и газлифтный способы добычи нефти, а также при комплексной обработки призабойной зоны пласта совместно с акустическими (ультразвуковыми) излучателями. Комплекс с плазменным разрядником состоит из двух основных частей: наземный блок питания и управления и скважинный электрогидравлический прибор, состоящий из блока стабилизации, блока конденсаторов и плазменного разрядника. Он имеет длину не более 3 метров и диаметр не более 52 мм, что обеспечивает свободный проход прибора через все существующие НКТ. Прибор имеет модульную конструкцию, позволяющую наращивать мощность плазменного разряда от 0,5 до 3 кДж. Он также включает в себя плазменный разрядник, легко разбираемой конструкции для замены электродов и установки новой катушки с проволокой, имеющий механический привод узла протяжки проволоки, приводимый в движение поршневым механизмом, работающим от высокого импульса давления, производимого самим разрядником. Использование изобретения позволяет повысить эффективность и экономичность операции по повышению нефтеотдачи пласта при работе через НКТ.

Description

ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС С ПЛАЗМЕННЫМ РАЗРЯДНИКОМ
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности, в частности, к оборудованию для стимуляции повышения нефтеотдачи пласта. Данный комплекс наиболее применим при работах на скважинах, где используются фонтанный и газлифтный способы добычи нефти, а также при комплексной обработки призабойной зоны пласта совместно с акустическими (ультразвуковыми) излучателями.
Уровень техники
Электрогидравлический эффект с первых дней его открытия был и остается постоянным источником рождения множества прогрессивных технологических процессов, которые сейчас уже широко применяются во всем мире [1 ] в различных отраслях промышленности. Эффективным является также применение электрогидравлических технологий в нефтедобыче. В работах [2 - 4], посвященным сейсмоакустическим технологиям, показано, что низкочастотные колебания благоприятно сказываются на нефтеотдаче пласта. Впервые электрогидравлические приборы в рамках сейсмоакустических технологий были применены в 1992 году.
Существующее в настоящее время электрогидравлическое оборудование, предназначенное для работ в нефтяных и газовых скважинах, имеет в основном диаметр скважинных приборов 102 мм [5 - 8]. Есть также прибор, имеющий диаметр 69,9 мм и длину 1 1 ,8 метров [9]. Таким образом, по своим габаритам все эти приборы могут работать только через обсадную трубу (эксплуатационную колонну). В то же время, все существующие способы добычи нефти (фонтанный, газлифтный, насосный) предполагают наличие насосно-компрессорной трубы (НКТ).
Извлечение и последующий спуск НКТ достаточно трудоёмкий процесс, кроме временных и финансовых затрат он влечёт за собой и снижение ресурса НКТ (резьбовых соединений). На скважинах, где используется насосный способ добычи нефти, перечисленные выше скважинные приборы можно использовать при проведении текущего или капитального ремонта, когда НКТ всё равно извлекается и можно работать через обсадную трубу. Однако, извлечение НКТ из скважин с фонтанным и газлифтным способом добычи нефти является нецелесообразным, особенно на шельфовых скважинах. В этом случае для стимуляции нефтяного пласта целесообразно применять электрогидравлический прибор, имеющий внешний диаметр не более 52 мм. Это обеспечит возможность его использования практически через все существующие НКТ, т.к. наиболее распространёнными являются НКТ с диаметрами 60 - 89 мм. Известно устройство, состоящее из наземного источника электропитания и скважинного аппарата [8]. Скважинный аппарат выполнен в виде полого цилиндрообразного корпуса, перегородками разделенного на герметичные отсеки, содержит электрически взаимосвязанные между собой зарядное устройство, блок накопительных конденсаторов и разрядный блок, оснащенный электродами. При этом аппарат дополнительно снабжен установленным в его полости коммутирующим средством, которое соединено с пультом управления и взаимосвязано с источником электропитания, работает в автоматическом режиме. Коммутирующее средство установлено в одном отсеке с блоком накопительных конденсаторов, а отсек, в котором расположены блок накопительных конденсаторов и коммутирующее средство, заполнен электроизолирующей средой. Подают постоянное напряжение от наземного источника электропитания на зарядное устройство. Заряжают блок накопительных конденсаторов при их параллельном соединении до необходимой величины напряжения и разряжают блок накопительных конденсаторов, что обеспечивает поступление его выходного напряжения на электроды разрядного блока. Накопительные конденсаторы, после окончания зарядки их блока, переключают в последовательное соединение. Затем производят разрядку блока накопительных конденсаторов, обеспечивая увеличение его выходного напряжения пропорционально-ступенчато количеству конденсаторов. При этом величину постоянного напряжения, подаваемого на зарядное устройство, устанавливают в пределах 300-150 В. Максимальное значение необходимой величины напряжения для зарядки блока накопительных конденсаторов принимают равным 20-27 кВ.
Из-за применения сложной электрической схемы и необходимости заряжать конденсаторы до напряжения 20-27 кВ, такой скважинный аппарат имеет большие габариты - диаметр 102 мм и длину не менее 2500 мм.
Известно устройство [6, 7], имеющее все необходимые узлы и элементы: накопители энергии, электрические схемы поджига, устройство подачи в рабочее межэлектродное пространство металлической проволоки. Устройство подачи содержит корпус, узел высоковольтного электрода, узел низковольтного электрода, в котором предусмотрено отверстие для подачи в межэлектродное пространство проволоки. Корпус содержит основную часть, торцевую часть и соединяющие упомянутые части перемычки. Упомянутые части корпуса выполнены за одно целое. Узел высоковольтного электрода расположен в основной части корпуса. Узел низковольтного электрода расположен в торцевой части корпуса. В стенке корпуса выполнено сквозное отверстие, проходящее через основную часть, перемычку и торцевую часть. Отверстие предназначено для размещения электрической проводки. Узел высоковольтного электрода скважинного источника сейсмической энергии содержит электрод, два диска из диэлектрического материала, втулку, коническую втулку. Узел низковольтного электрода скважинного источника сейсмической энергии содержит контактный элемент, втулку с выступом и коническим участком и направляющую трубку.
В патентах [6, 7] подробно описано устройство электродов и полностью отсутствует описание работы накопителей энергии, электрической схемы поджига и узла подачи проволоки. Но судя по тому, что рассмотренные скважинные приборы имеют диаметр 102 мм, все предлагаемые устройства имеют большие габариты.
Известен также скважинный источник упругих колебаний [5], принятый нами за прототип, который содержит скважинный снаряд с размещённым в нём накопителем энергии, зарядным устройством, разрядником со схемой поджига, электроимпульсным разрядником с двумя электродами, устройством подачи в рабочее межэлектродное пространство металлической проволоки. Устройство подачи включает барабан для хранения запаса проволоки, механизм протягивания проволоки. Механизм протягивания проволоки выполнен в виде двух металлических пластин, закреплённых одними концами на диаметрально противоположных сторонах стержня. Пластины прижаты пружинами противоположными заострёнными концами к расположенной на направляющей площадке проволоке и ориентированы под углом к ней, обеспечивающим её попеременное зацепление и движение в сторону межэлектродного пространства при возвратно- поступательном движении стержня, соединённого с помощью оси и тяги с подвижным якорем соленоида. Стержень и соединённая с якорем соленоида тяга соединены осью, проходящей через отверстие в диэлектрической пластине. В скважинном снаряде установлено реле. В разрядной цепи накопительных конденсаторов скважинного снаряда установлен пояс Роговского.
У рассматриваемого прототипа диаметр скважинного прибора также составляет 102 мм, что связано с большими габаритами механизма подачи проволоки. В качестве привода для протяжки провода используется соленоид и дополнительная автоматика для включения его в работу, что снижает надёжность привода и работы скважинного прибора в целом.
Сущность изобретения
Задачей заявленного изобретения является повышение эффективности и экономичности операции по повышению нефтеотдачи пласта при работе через НКТ. Под эффективностью понимается возможность обработки скважин без остановки нефтедобычи на газлифтных и фонтанных скважинах. Под экономичностью операции понимается снижение затрат на её проведение.
Технический результат заключается в повышении нефтеотдачи пласта и в очистке призабойной зоны
Заявленный технический результат обеспечивается за счет того, что электрогидравлический комплекс с плазменным разрядником содержит наземный блок питания и управления, скважинный электрогидравлический прибор, плазменный разрядник, электроды, устройство подачи металлической проволоки, причем скважинный электрогидравлический прибор выполнен модульной конструкцией и состоит из блока стабилизации, блока конденсаторов и плазменного разрядника, при этом плазменный разрядник состоит из корпуса с внутренней полостью, верхней частью соединенный с соединительной втулкой, а нижней частью соединенный с опорной втулкой, в полости корпуса расположен цилиндр, закрепленный на средней части опорной втулки, а цилиндр содержит поршень со штоком и пружиной, на верхней части поршня закреплен механизм подачи проволоки, выполненный в виде рычага с опорной площадкой и кулисой с пружиной, при этом на опорной площадке и кулисе со стороны, обращенной к проволоке выполнены направленные насечки, к цилиндру прикреплены четыре стержня, являющиеся основанием для узла крепления катушки, в опорной втулке выполнены отверстия для расположения и крепления отрицательного и положительного электродов, при этом электроды выполнены изолированными с открытыми участками, обеспечивающими плазменный разряд, в отрицательном электроде выполнено осевое отверстие для прохождения проволоки, снизу на опорной втулке посредством стоек закреплен направляющий конус.
В частном случае реализации заявленного технического решения конденсаторы в блоке конденсаторов соединены параллельно.
В частном случае реализации заявленного технического решения что опорная втулка выполнена из стеклотекстолита
В частном случае реализации заявленного технического решения поршень выполнен с отверстиями, выравнивающими давление надпоршневого пространства с давлением в скважине
В частном случае реализации заявленного технического решения механизм подачи проволоки является ограничителем, удерживающим поршень в заданном положении.
Во-первых, за счет того, что непрекращающаяся нефтедобыча способствует извлечению грязи, которая неизбежно отслаивается при электрогидравлическом воздействии от обсадной трубы и пород пласта в призабойной зоне. Это также даёт дополнительный эффект в виде повышения дебита нефти в скважине, т.е. способствует интенсификации добычи нефти.
Во-вторых, снижение затрат происходит за счёт исключения операций на извлечение и последующий спуск НКТ, а также за счёт компенсации части затрат продолжающейся добычей нефти в процессе обработки. Всё это невозможно при применении других электрогидравлических приборов.
Краткое описание чертежей Детали, признаки, а также преимущества настоящего изобретения следуют из нижеследующего описания реализации заявленного технического решения и чертежей, на которых показано:
Фигура 1 - схема скважинного электрогидравлического прибора.
Фигура 2 - эскизный чертёж разрядника ЭГП в двух проекциях. На фигуре цифрами обозначены следующие позиции:
1 - соединительная втулка, 2 - корпус, 3 - катушка, 4 - узел крепления катушки, 5 - опора, 6 - механизм подачи проволоки, 7 - цилиндр, 8 - поршень со штоком, 9 - стеклотекстолитовая опорная втулка, 10 - стойки крепления конуса, 11 - направляющий конус, 12 - проволока, 13 - кулиса с пружиной, 14 - опорная площадка, 15 - герметизирующая вставка, 16 - крепление отрицательного электрода; 17 - клемма отрицательного электрода, 18 - уравнивающее отверстие; 19 - отрицательный электрод, 20 - положительный электрод, 21- крепление положительного электрода, 22 - клемма положительного электрода, 23 - изоляция электродов; 24 - головка под кабельный наконечник; 25 - блок повышающего инвертора; 26 - блок конденсаторов; 27- плазменный разрядник.
Раскрытие изобретения
Конструктивно электрогидравлический комплекс с плазменным разрядником (ЭГК- ПР) состоит из двух основных частей: наземный блок питания и управления и скважинного электрогидравлического прибора (СЭГП). СЭГП имеет модульную конструкцию (фиг. 1), состоящую из блока повышающего инвертора (25), блока конденсаторов (26) и плазменного разрядника (27). Он имеет длину не более 3 метров и диаметр не более 52 мм, что обеспечивает свободный проход прибора через все существующие НКТ. В блоке повышающего инвертора (25) напряжение питания преобразуется в постоянное высоковольтное напряжение. Ввиду того, что преобразование входного напряжения питания производится на высокой частоте, повышающий-развязывающий трансформатор, входящий в блок повышающего инвертора имеет малые габариты. В блоке конденсаторов (26) используют конденсаторы один вывод которых - коаксиальная шпилька, а второй вывод цилиндрический корпус, таким образом, конденсаторы соединены параллельно в батарею простым креплением шпилек. Такая конструкция занимает минимум пространства и позволяет использовать малогабаритные комплектующие. Модульность конструкции позволяет наращивать мощность СЭГП, за счёт использования дополнительных блоков конденсаторов, в необходимом диапазоне, например, от 0,5 до 3 кДж. Модульность обеспечивается за счёт применения резино- пластикового соединения, усиленного тросиками.
Особую роль в изобретении играет конструкция плазменного разрядника. В отличие от прототипа он имеет не электрический, а механический привод. Он выполнен в виде блочной, легко разбираемой конструкции, которая позволяет легко заменять любые детали, а также устанавливать новую катушку с проволокой, что особенно важно в полевых условиях. Корпус разрядника (2) навинчен на соединительную втулку (1) и зафиксирован винтом. В нижней части к корпусу разрядника привинчена опорная втулка (9) из стеклотекстолита, к которой прикреплены все остальные элементы.
В средней части втулки ввинчен цилиндр (7), в котором установлен поршень (8) со штоком и пружиной. В поршне (8) выполнены небольшие отверстия (18) для выравнивания давления надпоршневого пространства с давлением в скважине. К верхней части поршня (8) прикреплен механизм подачи проволоки (6), одновременно являющийся ограничителем, удерживающим поршень в заданном положении. Механизм подачи представляет собой рычаг с опорной площадкой (14) и кулисой с пружиной (13). На опорной площадке и кулисе со стороны, обращённой к проволоке (12), сделаны направленные насечки, позволяющие двигаться механизму подачи вверх, не воздействуя на проволоку, и при движении вниз, обеспечивающие зацепление с проволокой. К цилиндру (7) крепится 4 стержня (5), которые являются основанием для узла крепления (4) катушки (3). Стержни также обеспечивают удержание цилиндра от выбивания из втулки (9) при воздействии поршня (8), за счёт опоры на соединительную втулку (1).
В опорной втулке (9) выполнены 2 отверстия для крепления электродов (17, 18). Электроды имеют изоляцию (23), исключающую перетекание тока. Открытыми являются только участки, обеспечивающие плазменный разряд. К положительному электроду (20) крепится силовой провод при помощи клеммы (22) и винта (21). К отрицательному электроду (19) также крепится силовой провод, но в электроде выполнено осевое отверстие для прохождения проволоки (12). Для герметизации отверстия используется герметизирующая вставка (15).
Снизу к опорной втулке с помощью стоек (10) закреплен направляющий конус (1 1). Он обеспечивает свободное движение СЭГП по НКТ и одновременно, вместе со стойками, защищает электроды от механического воздействия.
Работа электрогидравлического комплекса осуществляется следующим образом: Наземный блок питания подключается к сети переменного тока напряжением
220В, преобразует его в постоянный ток и передаёт по геофизическому кабелю в блок стабилизации и блок конденсаторов. Электрическая энергия накапливается в конденсаторах и при их наполнении происходит плазменный разряд через электроды (17, 18), соединённые проволокой (12), которая предварительно выставляется в нужное положение.
В результате плазменного разряда происходит электрогидравлический удар, воздействующий на нефтяной пласт и его призабойную зону, что способствует стимуляции повышения нефтеотдачи пласта и интенсификации добычи нефти.
Ударная волна воздействует также на поршень (8), который поднимается вверх, сжимает пружину и перемещает механизм подачи проволоки (6). Поверхности опорной площадки (14) и кулисы (13) легко скользят по проволоке (12) вверх. При распрямлении пружины механизм подачи опускается вниз и за счёт специальных насечек на опорной площадке и кулисе и пружины кулисы, обеспечивающей её прижатие, тянут проволоку вниз через отрицательный электрод до контакта с положительным электродом. Затем весь цикл повторяется.
Источники информации
1 . Юткин Л.А. Электрогидравлический эффект и его применение в промышленности. П.: Машиностроение, Ленинградское отд., 1986, 253 с.
2. Кузнецов О. П., Симкин Э.М., Чилингар Дж. Физические основы вибрационного и акустического воздействия на нефтегазовые пласты, 2001 , 260 с.
3. Кузнецов О. П., Чиркин И. А., Курьянов Ю.А. и др. Сейсмоакустика пористых и трещиноватых геологических сред, 2007, 432 с. 4. Ревизский Ю.В., Дыбленко В. П. Исследование и обоснование механизма нефтеотдачи пластов с применением физических методов. М., Недра, 2002, 300 с.
5. Патент N° RU 2248591 , Скважинный источник упругих колебаний, 2004 г.
6. Патент N° RU2385472, Скважинный источник сейсмической энергии, узел высоковольтного электрода и узел низковольтного электрода, 2007 г.
7. Патент N° RU 2373386, Способ воздействия на призабойную зону скважины и нефтенасыщенные пласты (варианты) и устройство для его осуществления, 2008 г.
8. Patent N° US 2012/0043075, Method and assembly for recovering oil using elastic vibration energy, 2012.
9. http://www.bluesparkenergy.net/wasp/#applications

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1 . Электрогидравлический комплекс с плазменным разрядником, содержащий наземный блок питания и управления, скважинный электрогидравлический прибор, плазменный разрядник, электроды, устройство подачи металлической проволоки, отличающийся тем, что скважинный электрогидравлический прибор выполнен модульной конструкцией и состоит из блока стабилизации, блока конденсаторов и плазменного разрядника, при этом плазменный разрядник состоит из корпуса с внутренней полостью, верхней частью соединенный с соединительной втулкой, а нижней частью соединенный с опорной втулкой, в полости корпуса расположен цилиндр, закрепленный на средней части опорной втулки, а цилиндр содержит поршень со штоком и пружиной, на верхней части поршня закреплен механизм подачи проволоки, выполненный в виде рычага с опорной площадкой и кулисой с пружиной, при этом на опорной площадке и кулисе со стороны, обращенной к проволоке выполнены направленные насечки, к цилиндру прикреплены четыре стержня, являющиеся основанием для узла крепления катушки, в опорной втулке выполнены отверстия для расположения и крепления отрицательного и положительного электродов, при этом электроды выполнены изолированными с открытыми участками, обеспечивающими плазменный разряд, в отрицательном электроде выполнено осевое отверстие для прохождения проволоки, снизу на опорной втулке посредством стоек закреплен направляющий конус.
2. Электрогидравлический комплекс по п.1 , отличающийся тем, что конденсаторы в блоке конденсаторов соединены параллельно.
3. Электрогидравлический комплекс по п.1 , отличающийся тем, что опорная втулка выполнена из стеклотекстолита
4. Электрогидравлический комплекс по п.1 , отличающийся тем, что поршень выполнен с отверстиями, выравнивающими давление надпоршневого пространства с давлением в скважине
5. Электрогидравлический комплекс по п.1 , отличающийся тем, что механизм подачи проволоки является ограничителем, удерживающим поршень в заданном положении.
PCT/RU2017/050077 2016-08-24 2017-08-18 Электрогидравлический комплекс с плазменным разрядником Ceased WO2018038647A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/326,941 US10655412B2 (en) 2016-08-24 2017-08-18 Electro-hydraulic complex with a plasma discharger

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016134600 2016-08-24
RU2016134600A RU2621459C1 (ru) 2016-08-24 2016-08-24 Электрогидравлический комплекс с плазменным разрядником

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018038647A1 true WO2018038647A1 (ru) 2018-03-01

Family

ID=59032382

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2017/050077 Ceased WO2018038647A1 (ru) 2016-08-24 2017-08-18 Электрогидравлический комплекс с плазменным разрядником

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10655412B2 (ru)
RU (1) RU2621459C1 (ru)
WO (1) WO2018038647A1 (ru)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11261679B1 (en) 2020-08-26 2022-03-01 Saudi Arabian Oil Company Method and apparatus to cure drilling losses with an electrically triggered lost circulation material

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5301169A (en) * 1989-05-08 1994-04-05 Secretary Of State For Trade And Industry In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland Seismic source
SU1099296A1 (ru) * 1983-05-18 1995-04-20 Волжское отделение института геологии и разработки горючих ископаемых Электроискровой излучатель сейсмических сигналов
US5903518A (en) * 1998-02-23 1999-05-11 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Multiple plasma channel high output variable electro-acoustic pulse source
RU2248591C2 (ru) * 2003-01-04 2005-03-20 ООО " Импортно-экспортная торгово-промышленная фирма "Рост" Скважинный источник упругих колебаний
RU72553U1 (ru) * 2007-09-04 2008-04-20 Общество с ограниченной ответственностью "НОВАС" Скважинный источник сейсмической энергии, узел высоковольтного электрода и узел низковольтного электрода
RU2385472C2 (ru) * 2007-09-04 2010-03-27 Общество с ограниченной ответственностью "НОВАС" Скважинный источник сейсмической энергии, узел высоковольтного электрода и узел низковольтного электрода
US20120043075A1 (en) * 2009-04-28 2012-02-23 Obschestvo S Ogranichennoi Otvetstvennostju "Sonovita" Method and assembly for recovering oil using elastic vibration energy

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2823792A (en) * 1956-04-05 1958-02-18 Philco Corp Wire feeding apparatus
US6427774B2 (en) * 2000-02-09 2002-08-06 Conoco Inc. Process and apparatus for coupled electromagnetic and acoustic stimulation of crude oil reservoirs using pulsed power electrohydraulic and electromagnetic discharge

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1099296A1 (ru) * 1983-05-18 1995-04-20 Волжское отделение института геологии и разработки горючих ископаемых Электроискровой излучатель сейсмических сигналов
US5301169A (en) * 1989-05-08 1994-04-05 Secretary Of State For Trade And Industry In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland Seismic source
US5903518A (en) * 1998-02-23 1999-05-11 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Multiple plasma channel high output variable electro-acoustic pulse source
RU2248591C2 (ru) * 2003-01-04 2005-03-20 ООО " Импортно-экспортная торгово-промышленная фирма "Рост" Скважинный источник упругих колебаний
RU72553U1 (ru) * 2007-09-04 2008-04-20 Общество с ограниченной ответственностью "НОВАС" Скважинный источник сейсмической энергии, узел высоковольтного электрода и узел низковольтного электрода
RU2385472C2 (ru) * 2007-09-04 2010-03-27 Общество с ограниченной ответственностью "НОВАС" Скважинный источник сейсмической энергии, узел высоковольтного электрода и узел низковольтного электрода
US20120043075A1 (en) * 2009-04-28 2012-02-23 Obschestvo S Ogranichennoi Otvetstvennostju "Sonovita" Method and assembly for recovering oil using elastic vibration energy

Also Published As

Publication number Publication date
US20190211640A1 (en) 2019-07-11
RU2621459C1 (ru) 2017-06-06
US10655412B2 (en) 2020-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2392422C1 (ru) Способ добычи нефти с использованием энергии упругих колебаний и установка для его осуществления
EP1257725A1 (en) Coupled electromagnetic and acoustic stimulation of crude oil reservoirs
RU2477370C1 (ru) Электроимпульсный погружной бур
AU2001232892A1 (en) Coupled electromagnetic and acoustic stimulation of crude oil reservoirs
WO2010114415A1 (ru) Способ электрогидравлического воздействия на нефтяной пласт и устройство для его осуществления
RU2248591C2 (ru) Скважинный источник упругих колебаний
CN109973052A (zh) 一种多级储能可控冲击波产生装置
CN106703685A (zh) 一种高压脉冲动力锤钻具
RU2621459C1 (ru) Электрогидравлический комплекс с плазменным разрядником
RU2640846C1 (ru) Способ и устройство восстановления продуктивности горизонтальной скважины и воздействия на пласт
CN204496015U (zh) 一种可控式电火花弹性波震源装置
RU144631U1 (ru) Электрогидроударное устройство для бурения скважин
RU2283951C1 (ru) Электрогидравлическое импульсное устройство эгиу (варианты)
WO2020060435A1 (ru) Способ и устройство комплексного воздейтсвия для добычи тяжелой нефти и битумов с помощью волновых технологий
EP2443479A1 (en) Electrical discharge acoustic source with bank of capacitors
US10533405B2 (en) Seismic wave generating tool, such as a spark gap of an electric arc generation device
EA016999B1 (ru) Устройство для электрогидравлического воздействия на призабойную зону скважины
EA010901B1 (ru) Устройство для электрогидравлического воздействия на призабойную зону скважины
RU2500873C1 (ru) Электроимпульсный буровой снаряд
RU116569U1 (ru) Устройство для генерирования упругих импульсов в гидросфере скважины
RU2208142C2 (ru) Электрогидроударное устройство для активации нефтегазоносного пласта и способ питания его электричеством
RU2836799C1 (ru) Способ электрогидравлического воздействия на нефтяной пласт
CN221119892U (zh) 一种新型高强度冲击波解堵装置
RU72553U1 (ru) Скважинный источник сейсмической энергии, узел высоковольтного электрода и узел низковольтного электрода
RU2239051C2 (ru) Способ энергоснабжения скважинной аппаратуры контроля состояния пласта при добыче нефти и устройство для его осуществления

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17844030

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17844030

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1