Досліджено параметри електророзрядної занурювальної установки, у якій напівпровідниковий перетворювач розміщений у наземній частині, а напруга підвищеної амплітуди та частоти подається на вхід каротажного кабелю, який з'єднує наземну та занурювальну частини установки.

New electro-discharge equipment for intensification of inflow of mine methane is described. The results of works on the increase of efficiency and choice of optimum parameters of charge circuit of submersible hole devices for the increase of influx of oil; on the increase of specific energy of the pulse capacitors used as the store of energy; on the development of reliable, high-effective spark-gap and electrode system were used for the development of the complex. As a result the electric-discharge submersible complex for treatment of coal layers containing methane and bedding on a depth up to 1 km and below was developed.

Встановлено нові аналітичні залежності для визначення кількості розрахункових ланок ланцюгової схеми заміщення довгої лінії згідно допустимої похибки, що дало можливість використовувати ланцюгові схеми в комп'ютерних розрахунках зарядних кіл з довгою кабельною лінією. Обгрунтовано мінімальні енергетичні параметри високовольтних електророзрядних комплексів, необхідні для покращання фільтраційних властивостей колекторів нафти після їх електрогідроімпульсної обробки. Визначено можливість покращання масогабаритних характеристик, питомих енергетичних параметрів і підвищення потужності високовольтних електророзрядних комплексів занурювального типу, що працюють за умов високих зовнішнього гідростатичного тиску (до 50 МПа) і температури (приблизно 373 К), за рахунок визначення оптимальної проміжної частоти передачі енергії по лінії з розподіленими параметрами, яка обмежує напругу та потужність, що передаються в навантаження. Обгрунтовано допустимий діапазон регулювання електричних характеристик (амплітуди та частоти проміжної напруги, індуктивності регулювального дроселя, коефіцієнта трансформації узгоджувальних трансформаторів) зарядного кола високовольтних електророзрядних комплексів занурювального типу для електрогідроімпульсної обробки нафтових свердловин, який дозволяє регулювати зарядні процеси в колах, що містять довгі лінії.

Проведен обобщающий анализ работ по созданию погружных электроразрядных установок интенсификации добычи полезных ископаемых, выполненных в Институте импульсных процессов и технологий НАН Украины с конца 1970-х годов до настоящего времени. Отличительными особенностями и достоинствами таких установок являются высокая мощность, селективность и циклическое многократное воздействие на объект обработки, которым является ближняя зона нефтегазового пласта, регулируемость основных технологических параметров, простота в эксплуатации, безопасность и экологическая чистота при достаточно высокой эффективности воздействия и сравнительно небольших затратах на обработку скважин. Отражены основные этапы развития научных исследований и совершенствования конструкции отдельных систем установок (преобразователя частоты, зарядного блока, высоковольтных конденсаторов, высоковольтного разрядника, электродной системы), что привело к их модернизации, повышению ресурса, уменьшению массогабаритных показателей, оптимизации преобразования энергии и увеличению эффективности обработки скважин. Представлены результаты применения электроразрядного метода на нефтедобывающих скважинах Украины, России, Казахстана, Китая. Отражены недостатки и достоинства представленных разработок, предложения по их дальнейшему совершенствованию. Основными перспективными задачами развития определены дальнейшее повышение эффективности электроразрядного воздействия на объект обработки, уменьшение массогабаритных характеристик оборудования, поиск возможностей обработки горизонтальных скважин и скважин без извлечения насосно-компрессорных труб, удешевление технологического процесса обработки, дальнейшее повышение долговечности и надежности работы устройств.

Індекс рубрикатора НБУВ: З843.413

Рубрики:

П'єзоелектрики

Шифр НБУВ: Ж23986 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Выполнен обзор и анализ современных представлений о предпробойных процессах при высоковольтном электрическом разряде в жидкости. Показано, что "пузырьковая" ("bubble") модель зажигания разряда применима при напряженности электрического поля (36 - 180) кВ/см. По результатам экспериментальных исследований электрических характеристик разряда в водном электролите при повышенном гидростатическом давлении и минимальном напряжении, обеспечивающем зажигание разряда, получила дальнейшее развитие пузырьковая модель стадии формирования его высоковольтного пробоя. Предложено качественное описание трех фаз стадии формирования плазменного канала в жидком электролите.

Цель работы - оценка современного состояния, особенностей конструкции и перспектив развития электроразрядных погружных устройств для обработки скважин. Анализ принципа действия и конструктивного исполнения электроразрядных погружных устройств для обработки скважин. Обоснована необходимость использования многоступенчатых схем преобразования энергии электроразрядных погружных устройств для обработки скважин с учетом особенностей электроразрядного воздействия, критических условий обработки призабойной зоны скважины, повышенных требований надежности ко всем блокам погружной части комплекса и удаленности объекта обработки от источника электропитания. Рассмотрены особенности конструкции и характеристик электроразрядных погружных устройств ведущих мировых компаний (Новас (Россия), Blue Spark (Канада), I-Pulse (Франция), Институт импульсных процессов и технологий НАН Украины), осуществляющих их производство и обработку нефтяных скважин. Установлено, что все действующие устройства имеют блочную структуру, причем непосредственно в зону нефтяного пласта на соединительном кабеле доставляются соединенные блоки зарядного устройства, емкостного накопителя энергии, высоковольтного коммутатора, электродной системы. Установлено, что параметры электрического разряда в установках разных компаний изменяются в широких пределах (разрядное напряжение от 2,5 до 30 кВ, энергия в импульсе u1086 от 1 до 2 кДж), коммутирование энергии в разрядной цепи может быть как управляемым, так и неуправляемым, а для преобразования электрической энергии в акустическую используется как электрический взрыв проводника, так и свободный искровой разряд в скважинной жидкости или специально приготовленном водном растворе с заданными в зависимости от условий в скважине электрическими характеристиками. Определены перспективы развития электроразрядного оборудования и технологии для повышения притока нефти в скважины. Выделены коммерческоэкономический, научно-технологический и технический аспекты перспектив развития данного направления в Украине. Обоснована необходимость использования многоступенчатых схем преобразования энергии при проектировании электроразрядных погружных устройств для обработки скважин. Определены коммерческо-экономический, научно-технологический и технический аспекты перспектив развития оборудования и технологии для повышения притока нефти в скважины. Анализ технических разработок ведущих мировых компаний в области повышения притока нефти в скважины с использованием высоковольтного электрического разряда позволил определить дальнейшие пути совершенствования отечественной технологии и оборудования, что позволит внести существенный вклад в энергонезависимость Украины.

Визначено залежності електричних параметрів наземної та занурювальної частин зарядного пристрою електророзрядного свердловинного комплексу "Скіф-100М" від особливостей змінення електричних характеристик активно-реактивного навантаження у разі використання сучасних геофізичних кабелів довжиною до 10 км, які мають активний опір від 24 до 644 Ом, ємність - від 0,2 до 1,8 мкФ та індуктивність - від 2,9 до 31 мГн. На основі аналізу перехідних процесів у зарядному колі такого комплексу визначено нові залежності та умови задля підвищення потужності зарядки накопичувального конденсатору, вихідної потужності і напруги наземної частини його джерела живлення від параметрів навантаження. Обгрунтовано необхідні енергетичні параметри окремих елементів універсального занурювального зарядного пристрою для підвищення енергоефективності та продуктивності роботи високовольтних електророзрядних свердловинних комплексів типу "Скіф" в указаному діапазоні навантаження. Отримані результати забезпечать ефективну модернізацію вітчизняного електророзрядного занурювального обладнання таких комплексів (зокрема їхніх наземних джерел живлення та занурювальних зарядних блоків). Це поширить сферу їхнього застосування в нафтогазовій промисловості України та збільшить привабливість інвестування в економіку України закордонних компаній, які здійснюють обробку нафтових свердловин у різних країнах світу.