[发明专利]一种井下耐高温高效传递激波的胶膜护套装置有效
申请号: | 201610410813.7 | 申请日: | 2016-06-13 |
公开(公告)号: | CN105927176B | 公开(公告)日: | 2017-12-22 |
发明(设计)人: | 刘毅;林福昌;李志远;李显东;周古月 | 申请(专利权)人: | 华中科技大学 |
主分类号: | E21B28/00 | 分类号: | E21B28/00;E21B43/26 |
代理公司: | 华中科技大学专利中心42201 | 代理人: | 廖盈春 |
地址: | 430074 湖北*** | 国省代码: | 湖北;42 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 井下 耐高温 高效 传递 激波 胶膜 护套 装置 | ||
技术领域
本发明属于高电压技术和脉冲功率技术领域,更具体地,涉及一种井下耐高温高效率传递激波的胶膜护套装置。
背景技术
当液体中发生高电压脉冲大电流放电时,等离子体通道及空腔快速膨胀,在弱压缩性的液体中向外辐射出高强度的激波。这称为液电效应的机械效应,目前液电脉冲激波已经被广泛应用于体外碎石、液电成形、油田解堵增产等领域。其中采用重复频率液电脉冲激波轰击射孔堵塞物及作用周围岩层,能够有效解除油气井的堵塞,增加岩层裂缝,提高油气产量。该方法属于纯粹的物理解堵增产方法,具有低成本,环境友好,效果优异等特点。
但是由于井下液体含砂砾、油水等混合物,液电放电容易受到液体环境的影响,且电极受到酸碱度的影响其烧蚀速度难以控制,影响电极的使用寿命;电极容易被液中粘稠性的杂质粘连,影响电极表面的击穿场强,液体击穿分散性增加,因此难以保证较高的放电可靠性和稳定性。由于油井下的高温、高静压强以及复杂的液体环境,直接将电极系统裸置于井内,易导致液电脉冲放电的转换效率低,仪器工作可靠性、稳定性下降。
发明内容
针对现有技术的缺陷,本发明的目的在于提供一种井下耐高温高效率传递激波的胶膜护套装置,旨在解决现有技术中由于油井下的高温、高静压强以及复杂的液体环境,直接将电极系统裸置于井内,易导致液电脉冲放电的转换效率低,仪器工作可靠性、稳定性下降的问题。
本发明提供了一种井下耐高温高效率传递激波的胶膜护套装置,胶膜护套装置用于套设在激波发射器上,使得所述激波发射器与外部油井液体隔离,使液电脉冲电弧放电产生激波的阶段,提高放电的可靠性与稳定性;所述胶膜护套装置包括:胶膜护套、密封钢圈和紧固装置;胶膜护套与所述激波发射器形成同轴结构,所述胶膜护套通过所述紧固装置与所述密封钢圈连接;所述胶膜护套在瞬态激波作用下弹性伸长,将激波能量传递到胶膜护套外,使得激波的波形不产生大幅度畸变。由于高压电极、低压电极之间形成高电压大电流液电脉冲电弧,电弧及空腔膨胀在胶膜护套内形成强力激波向外传播。胶膜在瞬态激波作用下弹性伸长,能够高效将激波能量传递到胶膜护套外,使得激波的波形不产生大幅度畸变。
更进一步地,所述胶膜护套的材料为耐300℃以上高温且伸长率在200%以上的材料。胶膜护套能保持液电脉冲激波发射器内部的清洁,同时可选择合适电导率的液体,使得激波发射器的电能向机械能转换效率高。
更进一步地,所述胶膜护套的材料为氟橡胶或聚乙烯材料。
更进一步地,所述胶膜护套的厚度为1mm~10mm。
更进一步地,所述胶膜护套为整体挤压成型。
更进一步地,所述胶膜护套为两端开口的柱形结构,且在所述胶膜护套的两端均设置有凸起结构。胶膜护套表面光滑无明显的连接痕迹,胶膜的各处强度相同,且能耐受液电脉冲激波的重复、高强度瞬时机械冲击。
本发明为提供的井下耐高温高效传递激波的胶膜护套,具有如下技术优点:
(1)胶膜护套能保持液电脉冲发射器内部的清洁,避免砂砾或胶状物质堵塞液电间隙,提高了仪器的工作可靠性;
(2)根据油井的特殊环境的不同,胶膜护套需要采用不同的材料,其性质有所不同。为了保证液电间隙击穿可靠性,提高电能向机械能的转换效率,需根据选用的胶膜护套的密度等性质和参数使放电液体的密度、电导率等参数与之匹配,例如油井液体含盐分高,则其密度大于1kg/cm3,此时胶膜护套与放电液体的密度也要大于1kg/cm3,且与油井液体的密度保证一致。与放电液体与胶膜护套均采用1kg/cm3的情况相比,这可使由激波传递到交界面时的折反射引起的损耗降低约10~30%,从而使激波几乎无损的经过胶膜,提高激波强度;
(3)胶膜护套具有较好的弹性及伸长特性,降低激波经过胶膜时的损耗以及反射,高效率传递液电脉冲激波,提高液电脉冲激波解堵增产的效果。
附图说明
图1是本发明实施例提供的胶膜护套与液电脉冲激波发射器的组装示意图。
图2是本发明实施例提供的胶膜护套剖面示意图。
图3是本发明实施例提供的井下耐高温高效率传递激波的胶膜护套装置的激波传递效果与现有技术中典型的激波传递效果对比图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
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