Заглибний свердловинний пристрій

1 Заглибний свердловинний пристрій, що містить наземну і заглибну частини, з'єднані геофізичним кабелем, заглибна частина складається з генератора імпульсних струмів, що включає електродну систему, розрядник і ємнісний накопичувач, а також підключеного паралельно ємнісному накопичувачу зарядного пристрою, що включає підвищувальний трансформатор, випрямляч, ємнісний помножувач напруги і струмообмежувальний резистор, який відрізняється тим, що в заглибну частину пристрою введений блок контролю якості розрядів, вхід якого підключений паралельно ємнісному накопичувачу, а вихід - до геофізичного кабелю, а в наземну частину введений виконавчий блок, з'єднаний через геофізичний кабель з виходом блока контролю якості розрядів 2 Заглибний свердловинний пристрій по п 1,який відрізняється тим, що блок контролю якості розрядів містить високовольтний подільник напруги, який складається з високовольтного плеча, що включає паралельно з'єднані конденсатор і резистор, і аналогічного низьковольтного плеча, що включає конденсатор і резистор, крайні точки з'єднання яких є входом блока контролю, паралельно низьковольтному плечу подільника включені послідовно з'єднані конденсатор і первинна обмотка трансформатора, вторинна обмотка через діод і паралельний ланцюжок конденсатора і резистора підключена до емітера одноперехідного транзистора, база 2 якого підключена до резистора і керуючого електрода виконавчого тиристора, а база 1 - до середньої точки резистивного подільника, підключеного до входу геофізичного кабелю й анода виконавчого тиристора Винахід відноситься до нафтодобувної та вододобувної промисловості і може бути використаний для очистки зон перфорації та фільтрів свердловин під час видобутку рідких та газоподібних продуктів Відомо заглибний свердловинний пристрій (а с №1694874, МКИ5Е21В 43/25, Опубл БИ №44, 1991 г) що включає наземну частину з джерелом живлення і заглибну частину, зв'язані між собою механічно та електрично вантажонесучим кабелем Заглибна частина містить електродну систему, комутатор, ємнісний накопичувач, зарядний пристрій Ознаками, що збігаються з істотними ознаками пристрою, що заявляється, є наземна й заглибна частини, з'єднані механічно й електрично між собою вантажо несучим кабелем Заглибна частина містить електродну систему, комутатор, ємнісний накопичувач, зарядний пристрій Причиною, що перешкоджає одержанню необхідного технічного результату є відсутність контролю характеру розряду, що не дозволяє забезпечити ефективне введення енергії в навантаження Як прототип прийнятий свердловинний пристрій (див патент України №18734, МПК5Е21В 43/25, Опубл ПВ №6, 1997 р), що складається з наземної й заглибної частин, з'єднаних механічно й електрично між собою вантажо несучим кабелем Заглибна частина містить генератор імпульсних струмів (ГІС), що включає електродну систему, комутатор і ємнісний накопичувач, зарядний пристрій, включений паралельно ємнісному накопичувачу, містить підвищувальний трансформатор, випрямляч і струмообмежуючий резистор Ознаками, що збігаються з істотними ознаками 3 Заглибний свердловинний пристрій по пп 1, 2, який відрізняється тим, що виконавчий блок складається з джерела живлення, підключеного до послідовно з'єднаних резистора і конденсатора, а загальна точка їхнього з'єднання підключена до виходу геофізичного кабелю і входу лічильника імпульсів о (О 60442 пристрою, що заявляється, є наземна й заглибна частини, з'єднані механічно й елеісгрично між собою вантажонесучим кабелем, заглибна частина містить ГІС, що складається з послідовно з'єднаних електродної системи, комутатора і ємнісного накопичувача, а також зарядний пристрій, підключений паралельно ємнісному накопичувачу й містить підвищувальний трансформатор, випрямляч і струмообмежуючий резистор Причиною, що перешкоджає одержанню необхідного технічного результату є відсутність контролю характеру розряду, що не дозволяє забезпечити ефективне введення енергії в навантаження В основу винаходу поставлено задачу збільшення ефективності процесу обробки свердловин шляхом введення в заглибну і наземну частини нових блоків і за рахунок цього забезпечити контроль якості розрядів і одержання розряду близького до критичного, виключення аперіодичного розряду, при якому електрогідравлічний ефект має найменше значення, це дозволить зменшити час обробки і поліпшити якість обробки свердловин Суть винаходу полягає втім, що в заглибному свердловинному пристрої, який містить наземну і заглибну частини, з'єднані механічно й електрично геофізичним кабелем, заглибна частина складається з ГІСу, що включає електродну систему, розрядник і ємнісної накопичувач, а також підключеного паралельно ємнісному накопичувачу зарядного пристрою, який включає підвищувальний трансформатор, випрямляч, ємнісний помножувач напруги і струмообмежуючий резистор, згідно з винаходом в заглибну частину пристрою введений блок контролю якості розрядів, вхід якого підключений паралельно ємнісному накопичувачу, а вихід - до геофізичного кабелю, а в наземну частину введений виконавчий блок, з'єднаний через геофізичний кабель з виходом блоку контролю якості розрядів Блок контролю якості розрядів містить високовольтний подільник напруги, що складається з високовольтного плеча, який включає паралельно з'єднані конденсатор і резистор, і аналогічного низьковольтного плеча, що включає конденсатор і резистор, крайні точки з'єднання яких є входом блоку контролю, паралельно низьковольтному плечу подільника включені послідовно з'єднані конденсатор і первинна обмотка трансформатора, вторинна обмотка через діод і паралельний ланцюжок конденсатора і резистора підключена до емітера одноперехідного транзистора, база 2 транзистора підключена до резистора і керуючого електрода виконавчого тиристора, а база 1 до середньої точки резистивного подільника, підключеного до входу геофізичного кабелю й аноду виконавчого тиристора Виконавчий блок складається з джерела живлення, підключеного до послідовно з'єднаних резистора і конденсатора, загальна точка з'єднання яких підключена до виходу геофізичного кабелю і входу лічильника імпульсів Розкриваючи причинно-наслідковий зв'язок між істотними ознаками винаходу, що заявляється, і технічним результатом слід відзначити таке введення в пристрій блоків контролю якості розрядів і виконавчого блока дозволить контролювати в процесі роботи характер розряду і забезпечувати розряд близький до критичного, виключаючи аперіодичний розряд, при якому електрогідравлічний ефект має найменше значення При цьому зменшується час обробки і поліпшується її якість Суть винаходу ілюструється прикладеними кресленнями, де на фіг 1 зображена структурна блок - схема запропонованого пристрою, на фіг 2 принципова електросхема заглибного пристрою На фіг 3 - осцилограма зміни напруги при коливальному ("якісному") розряді UC7K і аперіодичному ("неЯКІСНОМу") рОЗрЯДІ UC7A Блок - схема (фіг 1) складається із заглибної частини 1, наземної частини 2, з'єднаних геофізичним кабелем 3 Заглибна частина 1 містить генератор імпульсних струмів (ГІТ) 4, зарядний пристрій (ЗП) 5 і блок контролю якості розряду (БКЯР) 6 ГІС (фіг 2) включає послідовно з'єднані ємнісний накопичувач 7, розрядник 8, електродну систему 9 Зарядний пристрій 5 підключений паралельно ємнісному накопичувачу 7 і включає випрямляч 10 із струмообмежуючим резистором 11, підвищуючий трансформатор 12 і ємнісний помножувач напруги 13 Вторинна обмотка трансформатора 12 підключена в загальні точки з'єднання випрямлячів 10 і конденсаторів ємнісного помножувача напруги 13 Блок контролю якості розрядів містить високовольтний подільник напруги, що складається з високовольтного плеча, що включає паралельно з'єднані конденсатор 14 і резистор 15, і аналогічного низьковольтного плеча, що включає конденсатор 16 і резистор 17, крайні точки з'єднання яких представляють вхід блока контролю, паралельно низьковольтному плечу подільника включені послідовно з'єднані конденсатор 18 і первинна обмотка трансформатора 19, вторинна обмотка 20 через діод 21 і паралельний ланцюжок конденсатора 22 і резистора 23 підключена до емітера одноперехідного транзистора 24, база 2 транзистора підключена до резистора 25 і керуючого електрода виконавчого тиристора 26, а база 1 до середньої точки резистивного подільника 27, підключеного до входу геофізичного кабелю 3 і анода виконавчого тиристора 26 Виконавчий блок 2 складається з джерела живлення 28, підключеного до послідовно з'єднаних резистора 29 і конденсатора ЗО, загальна точка з'єднання яких підключена до виходу геофізичного кабелю 3 і входу лічильника імпульсів ЛІ Геофізичний кабель 3 є електричним і механічним елементом з'єднання заглибної 1 і наземної 2 частин пристрою Заглибний свердловинний пристрій працює таким чином У ЗП 5 відбувається перетворення змінної напруги, що надходить на первинну обмотку трансформатора 12 від силового джерела живлення (на фіг 2 не показане) у постійну високу напругу, необхідну для зарядки ємнісного накопичувача 7 у ГІС 4 Принципова схема і конструктивне виконання силового джерела живлення істотної ролі не грає і може бути найрізноманітнішим Це чи мережа промислової частоти, чи джерело підвищеної частоти Розташовуватися воно може в наземній частині пристрою, чи в заглибній частині Для забезпечення роботи ЗП 5 використовуються додаткові 60442 2 жиж геофізичного кабелю 3 (на фіг 2 не показані) При спрацьовуванні розрядника 8 відбувається розряд ємнісного накопичувача 7 на електродну систему 9 Характер струму розряду і ВІДПОВІДНО крива зміни напруги на ємнісному накопичувачі 7 залежать від навантаження, тобто від стану електродної системи 9 і опору рідини, в якій електродна система 9 розміщена Можливі два типових режими розряду ємнісного накопичувача 7 Перший - це коли в електродній системі 9 спостерігається утворення каналу розряду, що призводить до коливальної форми зміни струму і напруги ємнісного накопичувача 7 При цьому в електродній системі 9 - навантаженні відбувається найбільш ефективне виділення енергії, що супроводжується потужним електрогідравлічним ефектом Крива зміни напруги на ємнісному накопичувачі 7 представлена на фіг 3 - UC7K Такий режим розряду ємнісного накопичувача можна назвати "якісним" і з технологічних міркувань необхідно, щоб ГІС працював у цьому режимі високовольтному подільнику напруги, що складається з високовольтного (паралельно з'єднані конденсатор 14 і резистор 15) і низьковольтного (паралельно з'єднані конденсатор 16 і резистор 17) плеч Конденсатор 18 і трансформатор 19, 20 утворюють ланку, що диференціює, у результаті чого на обмотці 19 з'являється напруга пропорційна швидкості зміни напруги на ємнісному накопичувачі 7 Оскільки dUC7K/dt » UC7A/dt (фіг 3), то після випрямлення діодом 21 до емітера транзистора 24 буде прикладена напруга, достатня для включення транзистора 24 тільки у випадку "якісного" коливального розряду Вибір величини резистора 23 і конденсатора 22 дозволяє однозначно визначити мінімальну величину напруги на емітері, при якій транзистор 24 включається (що відповідає "якісному" розряду) і максимальну величину напруги на емітері при "неякісному" розряді ємнісного накопичувана, коли транзистор 24 не включається За допомогою резистивного подільника напруги 25 встановлюється величина напруги на базі 1 транзистора 24 і, практично, напруга живлення транзистора 24, яку необхідно регулювати в залежності від довжини геофізичного кабелю 3, тобто від глибини оброблюваних свердловин При включенні транзистора 24 спадання напруги на резисторі 25 визначає величину напруги на керуючому електроді виконавчого тиристора 26 Включення тиристора 26 приводить до шунтування виходу блоку контролю "якості" 6 і розряду конденсатора ЗО, розміщеного у виконавчому блоці, що знаходиться в наземній частині пристрою 2 Розряд конденсатора ЗО через геофізичний кабель З і тиристор 26 приводить до появи імпульсу і на вході лічильника імпульсів ЛІ, що фіксує спрацьовування ГІС 4 у режимі "якісних" розрядів Після розряду конденсатора ЗО тиристор 26 закривається, оскільки струм, що протікає через нього й визначається величиною напруги джерела живлення 28 і опору резистора 29, менше струму утримання Другий режим розряду ємнісного накопичувача 7 не призводить до утворення струмового каналу в навантаженні, при цьому струм проходить через весь об'єм рідини, що відповідає аперіодичному закону зміни струму і напруги ємнісного накопичувача 7 Діючого ефекту при такому розряді в навантаженні не спостерігається і такий режим розряду можна назвати "неякісним" Крива зміни напруги на ємнісному накопичувачі 7 представлена на фіг 3 - иС7А Для оцінки ефективності роботи свердловинного пристрою в процесі його експлуатації необхідно знати режим розряду ємнісного накопичувача 7, тобто "якісний" ЧИ "неякісний" Для цього в схему пристрою введений блок контролю якості розрядів 6 Блок контролю 6 працює таким чином Зміна напруги на ємнісному накопичувачі 7 при спрацьовуванні ГІС 4 повністю повторює зміну напруги на 1 Зарядний пристрій (ЗП) Генератор імпульсних струмів (ПС) I 7 f Блок контролю ЯКОСТІ розряда (БКЯС) зичний (КГ) f 7 7 ФІГ І 60442 Фіг. 2 Фіг З Комп'ютерна верстка М Клюкш Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119