[发明专利]一种表面放电式等离子体冲击波疏通装置及方法

说明书

本发明公开了一种表面放电式等离子体冲击波疏通装置及方法，装置包括：高功率脉冲电源以及放电开关，疏通器，密封环，包括两个密封环设置在筒壁内壁与疏通器之间且同轴上下设置，两个密封环之间形成环形高压工作区域，所述疏通器包括：阵列式工作环，疏通器底座；通过利用脉冲电流驱动金属电爆炸所产生的高温高压等离子体冲击波来完成井筒和渗流通道内的解堵疏通，不涉及含能材料和化合物解堵剂，大大提高了解堵疏通作业安全性和储运勤务便捷性，节省时间和经费，对环境的影响和污染极小，工作时金属介质可完全形成等离子体冲击波直接与堵塞部分的砂砾油层等完全充分作用，能量利用效率高，解堵疏通效果好，工作后无残余。

技术领域

本发明涉及油气开采领域，具体涉及一种表面放电式等离子体冲击波疏通装置及方法。

背景技术

随着世界范围内原油的大量开采，大部分油田已经到了开发瓶颈期，油层孔隙的渗透性越来越差。油气井在开采和生产作业一段时间后，往往会出现局部锈蚀、积蜡、砂石堵塞等现象，特别是注水井的结垢问题比较严重，经常发生堵塞事件，严重影响原油的产量。

目前常用的油井解堵方法有物理解堵和化学解堵两种方法，两种解堵方法工艺相对成熟，都可以提高原油的流通性，增加油田的产量，但两种解堵方法都存在一定的缺陷，增产效率有限。

化学解堵主要采用压裂和酸化技术，利用化学溶液对油井中的堵塞物进行化学溶蚀，达到解堵效果，但是会对油层造成二次污染，同时也会腐蚀井下管壁等。物理解堵方法由于工艺复杂，适用范围相对较窄，利用效率较低。对于套管已经变形和损坏严重的油气井来说，常规解堵方法处理起来十分困难，作业费用高，效果差。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种表面放电式等离子体冲击波疏通装置及方法，利用脉冲电流驱动金属电爆炸产生的高温高压等离子体诱导冲击波来疏通油气井堵塞区域，以解决油气井的解堵疏通等技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一方面，提供一种表面放电式等离子体冲击波疏通装置，包括：高功率脉冲电源以及放电开关，设置在筒壁的外部；疏通器，设置在筒壁内，所述疏通器用于产生冲击波通过冲开筒壁上的射孔，进入到指定区域进行解堵疏通；密封环，包括，两个密封环设置在筒壁内壁与疏通器之间且同轴上下设置的第一密封环和第二密封环，所述第一密封环和第二密封环之间形成环形高压工作区域，并覆盖所需解堵疏通的区域对应在筒壁上的射孔；所述疏通器包括：阵列式工作环，用于接受脉冲电流能量后发生电爆炸，形成高温高压金属等离子体冲击波；疏通器底座，用于保证电源正负极与阵列式工作环的良好接触。

作为本发明的一种优选实施方式：所述阵列式工作环包括：绝缘筒、第一电极环、第二电极环、金属丝、绝缘薄膜层、固定槽；所述绝缘筒两端分别安装有第一电极环、第二电极环；所述金属丝阵列排布在两个电极环之间；所述固定槽设置在两个电极环上。

作为本发明的一种优选实施方式：所述阵列式工作环采用对称圆环状结构。

作为本发明的一种优选实施方式：所述疏通器为圆柱形结构，所述疏通器还包括：正极输电杆、绝缘隔离筒、正极转接器，所述绝缘隔离筒与阵列式工作环、正极转接器配合连接安装，所述正极输电杆的端部与正极转接器连接。

作为本发明的一种优选实施方式：所述疏通器底座包括中心正极、负极筒、极间绝缘层；所述极间绝缘层固定在负极筒内侧，所述中心正极与极间绝缘层之间通过密封圈结构密封；所述中心正极的下端面开设正极转接接口，正极转接接口采用内螺纹结构；所述负极筒的下端面开设负极转接接口；所述极间绝缘层的下端面开设环状安装槽用于与绝缘隔离筒配合连接。

作为本发明的一种优选实施方式：所述中心正极与极间绝缘层设置对应相互配合的台阶结构，所述负极转接接口的结构采用阶梯型圆环面。

作为本发明的一种优选实施方式：所述正极输电杆包括铜质正极杆、外绝缘层，所述外绝缘层固定在铜质正极杆的外部。