油井解堵用沖擊放電裝置關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、油井被開發(fā)一段時(shí)間后，泥漿顆粒或有機(jī)污垢等雜質(zhì)將孔隙通道堵塞，使油層滲透率減小，產(chǎn)液量及注入量降低，嚴(yán)重制約了油田開發(fā)利用率。傳統(tǒng)的強(qiáng)酸、炸藥、壓力等解堵方法對(duì)環(huán)境危害較大?；诟吖β拭}沖技術(shù)原理的低頻脈沖強(qiáng)沖擊波技術(shù)可以部分替代原有解堵方法。
　　該技術(shù)利用液電效應(yīng)，將電能轉(zhuǎn)換為沖擊波機(jī)械能，通過多次重復(fù)作用對(duì)井下儲(chǔ)層解堵作業(yè)。因油井尺寸、井下高壓高溫環(huán)境和井用電纜規(guī)格等因素的限制，井下電脈沖解堵裝置的設(shè)計(jì)受到很多條件的約束。本

2、文詳細(xì)研究了充放電過程及其關(guān)鍵技術(shù)，結(jié)合現(xiàn)有條件，設(shè)計(jì)了一臺(tái)25kV/40mA，儲(chǔ)能5kJ的油井解堵用沖擊放電裝置。全文主要工作如下:
　　(1)通過對(duì)等離子放電通道的物理過程仿真研究，結(jié)合設(shè)備工作環(huán)境，確定了沖擊放電設(shè)備的電氣性能、使用環(huán)境要求。
　　(2)設(shè)計(jì)了設(shè)備充電主電路圖。對(duì)LC諧振恒流充電電路進(jìn)行了詳細(xì)分析、仿真，選用開關(guān)頻率小于諧振頻率一半的軟開關(guān)方案;對(duì)該電路進(jìn)行仿真，達(dá)到了用時(shí)10s，將16μF的儲(chǔ)能電容器

3、，從0kV“等臺(tái)階”恒流充電到25kV的設(shè)計(jì)要求。
　　(3)設(shè)計(jì)了高頻變壓器。選取TDK公司的N27PM87/70型磁芯;單個(gè)變壓器直徑87mm，高70mm，變比459:5000;采用級(jí)聯(lián)的方案將500V，2000Hz的方波升壓整流至25kV，0.06A的直流電源，為電容器充電。
　　(4)設(shè)計(jì)了耐壓30kV，15.9μF的聚苯硫醚薄膜電容器，直徑80mm，長約3.5m。
　　(5)設(shè)計(jì)了“柱-柱”放電電極與旋轉(zhuǎn)拋物

4、面共同配合使用的換能裝置。
　　從放電通道產(chǎn)生的物理過程出發(fā)，得出合理的電氣需求，設(shè)計(jì)了實(shí)現(xiàn)電路，并對(duì)電路各模塊進(jìn)行分析和仿真。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)器件進(jìn)行選型，設(shè)計(jì)了適合本設(shè)備的非標(biāo)器件，重點(diǎn)設(shè)計(jì)了高頻變壓器、電容器、放電電極與聚能罩等關(guān)鍵部件。
　　最終設(shè)計(jì)了一臺(tái)能夠滿足要求的油井解堵沖擊放電設(shè)備，該設(shè)備充電源輸出25kV/40mA恒流直流，單次放電5kJ，井下設(shè)備長約5.5m，直徑114mm，作業(yè)深度3km。
　　本文研制的設(shè)